煤烟凝聚粒子对量子卫星通信性能的影响  被引量:12

Influence of Soot Agglomerated Particles on Quantum Satellite Communication Performance

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作  者:刘邦宇 张秀再[1,2] 徐茜 Liu Bangyu;Zhang Xiuzai;Xu Xi(School of Electronics and Information Engineering,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing,Jiangsu 210044,China;Jiangsu Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology(CICAEET),Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing,Jiangsu210044,China)

机构地区:[1]南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏南京210044 [2]南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,江苏南京210044

出  处:《光学学报》2020年第3期169-176,共8页Acta Optica Sinica

基  金:国家自然科学基金青年科学基金(11504176,61601230);江苏省高校自然科学研究项目(13KJA510001);江苏省自然科学基金青年基金(BK20141004)。

摘  要:为了研究煤烟凝聚粒子对量子卫星通信性能的影响,根据煤烟凝聚粒子等效模型对粒子消光特性进行分析,结合粒子质量浓度转换公式建立传输距离、粒子数浓度与链路衰减、振幅阻尼信道容量、纠缠保真度和信道误码率之间的关系并进行仿真。仿真结果表明,当传输距离为2 km时,煤烟凝聚粒子数浓度从2.22×10^12 m^-3增加到1.11×10^13 m^-3,链路衰减从0.40 dB增加到2.47 dB,振幅阻尼信道容量和纠缠保真度均有不同程度的下降,信道误码率从0.0056增加到0.0067。由此可见,煤烟凝聚粒子对量子卫星通信的性能有显著影响。因此,为了在实际信息传输过程中提高系统可靠性,应对量子通信系统的各项参数进行适当的调整,以适应煤烟环境对量子卫星通信产生的不同程度的影响。In this study,the extinction characteristics of the soot agglomerated particles have been analyzed to study their influence on the quantum satellite communication performance.Furthermore,the relations among the transmission distance,particle number concentration,link attenuation,amplitude damping channel capacity,entanglement fidelity,and channel bit error rate are established and simulated by combining the particle mass concentration conversion formula.According to the simulation results,the concentration of the soot agglomerated particles increases from 2.22×10^12 to 1.11×10^13 m^-3 and link attenuation increases from 0.40 to 2.47 dB when the transmission distance is 2 km.Additionally,the amplitude damping channel capacity and entanglement fidelity exhibit varying degrees of decline,whereas the channel bit error rate increases from 0.0056 to 0.0067.The soot agglomerated particles considerably influence the quantum satellite communication performance.Therefore,the quantum communication system parameters should be appropriately adjusted to the soot environment in case of quantum satellite communication,which may cause different influences,to improve the stability during the information transmission process.

关 键 词:量子通信 煤烟凝聚粒子 振幅阻尼信道 信道容量 纠缠保真度 信道误码率 

分 类 号:TN929.1[电子电信—通信与信息系统] O469[电子电信—信息与通信工程]

 

参考文献:

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引证文献:

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