沙尘暴背景下基于最优纠缠度的双卫星星地链路切换策略

作     者：聂敏 寇文翔 杨光 张美玲 孙爱晶 裴昌幸 Nie Min;Kou Wenxiang;Yang Guang;Zhang Meiling;Sun Aijing;Pei Changxing

作者机构：西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121 西北工业大学电子与信息学院陕西西安710072 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室陕西西安710071 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2020年第57卷第17期

页      面：250-256页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金(61971348) 陕西省国际科技合作与交流计划(2015KW-013) 

主　　题：量子光学 量子卫星通信 最优纠缠度 双卫星星地链路 量子卫星切换算法 沙尘暴 

摘      要：在量子卫星通信过程中,量子卫星与地面接收机之间的星地链路会受到雨雪、沙尘、雾霾、电离层等自然因素的影响,导致通信质量降低。然而,有关沙尘暴背景下量子卫星星地链路切换策略的研究鲜有报道。为了降低沙尘暴对星地链路切换的影响,提出了基于最优纠缠度的双卫星星地链路切换策略。通过建立沙尘暴各项参数与星地链路纠缠度的关系,分析了沙尘扩散模式指数、沙尘粒子半径、观测高度和沙尘灾害系数对链路纠缠度的影响。根据沙尘背景下的星地链路纠缠度,提出了一种新的切换策略,即在当前双卫星为一个地面用户服务的情况下,从多个备选卫星中选择一颗纠缠度最大的卫星作为链路将要切换的最优目标卫星。仿真结果表明,沙尘扩散模式指数、沙尘粒子半径、观测高度和沙尘灾害系数均会对链路纠缠度产生明显的影响,所提出的基于最优纠缠度的双卫星星地链路切换策略可以降低沙尘暴对纠缠度的影响,且在切换的过程中没有链路中断现象。因此,采用最优星地链路纠缠度的切换策略,能够有效提高链路通信质量。