在量子衛(wèi)星通信過程中,量子衛(wèi)星與地面接收機(jī)之間的星地鏈路會(huì)受到雨雪、沙塵、霧霾、電離層等自然因素的影響,導(dǎo)致通信質(zhì)量降低。然而,有關(guān)沙塵暴背景下量子衛(wèi)星星地鏈路切換策略的研究鮮有報(bào)道。為了降低沙塵暴對(duì)星地鏈路切換的影響,提出了基于最優(yōu)糾纏度的雙衛(wèi)星星地鏈路切換策略。通過建立沙塵暴各項(xiàng)參數(shù)與星地鏈路糾纏度的關(guān)系,分析了沙塵擴(kuò)散模式指數(shù)、沙塵粒子半徑、觀測高度和沙塵災(zāi)害系數(shù)對(duì)鏈路糾纏度的影響。根據(jù)沙塵背景下的星地鏈路糾纏度,提出了一種新的切換策略,即在當(dāng)前雙衛(wèi)星為一個(gè)地面用戶服務(wù)的情況下,從多個(gè)備選衛(wèi)星中選擇一顆糾纏度最大的衛(wèi)星作為鏈路將要切換的最優(yōu)目標(biāo)衛(wèi)星。仿真結(jié)果表明,沙塵擴(kuò)散模式指數(shù)、沙塵粒子半徑、觀測高度和沙塵災(zāi)害系數(shù)均會(huì)對(duì)鏈路糾纏度產(chǎn)生明顯的影響,所提出的基于最優(yōu)糾纏度的雙衛(wèi)星星地鏈路切換策略可以降低沙塵暴對(duì)糾纏度的影響,且在切換的過程中沒有鏈路中斷現(xiàn)象。因此,采用最優(yōu)星地鏈路糾纏度的切換策略,能夠有效提高鏈路通信質(zhì)量。 

【文章來源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(17)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

沙塵擴(kuò)散模式指數(shù)、觀測高度與量子信道糾纏度的關(guān)系

如圖2所示，在沙塵災(zāi)害系數(shù)β一定的條件下，當(dāng)傳輸速度不變時(shí)，觀測高度越大，信道與環(huán)境噪聲間的相互作用時(shí)間越長，信道受環(huán)境噪聲的影響就越大，信道的糾纏度越小。在沙塵災(zāi)害系數(shù)固定為1的條件下，當(dāng)觀測高度從10km增加到20km時(shí)，糾纏度由0.0557降低到0.0205。當(dāng)觀測高度h一定時(shí)，隨著沙塵災(zāi)害系數(shù)的增加，沙塵顆粒的濃度增大，環(huán)境噪聲對(duì)信道的影響增大，信道的糾纏度降低。在觀測高度固定為10km的條件下，當(dāng)沙塵災(zāi)害系數(shù)由1增加到2時(shí)，糾纏度由0.0557降低到0.0167。2.2.3 沙塵粒子半徑、觀測高度與量子信道糾纏度的關(guān)系

如圖3所示，在沙塵粒子半徑r一定的條件下，當(dāng)傳輸速度不變時(shí)，觀測高度越大，信道與環(huán)境噪聲間的相互作用時(shí)間越長，信道受環(huán)境噪聲的影響就越大，信道的糾纏度越小。在沙塵粒子半徑固定為1μm的條件下，當(dāng)觀測高度由10km增大到20km時(shí)，糾纏度由0.0557降低到0.0205。當(dāng)觀測高度h一定時(shí)，隨著沙塵粒子半徑的增大，光量子與沙塵粒子的接觸面積變大，導(dǎo)致環(huán)境噪聲對(duì)信道的影響變大，信道的糾纏度減小。在觀測高度固定為10km的條件下，當(dāng)沙塵粒子半徑由1μm增加到3μm時(shí)，糾纏度由0.0418降低到0.0058。在實(shí)際應(yīng)用中，可通過控制中心來得出各參數(shù)的具體值，然后將其代入到公式中計(jì)算出糾纏度的值，這樣就可以得到沙塵暴背景下星地鏈路的糾纏度。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3461052