基于OFDM和PDM传输技术并采用先进信号处理技术的160 Gb/s星间激光通信传输系统的性能研究

《Scientific Reports》：Performance investigation of 160 Gb/s inter-satellite laser communication transmission system based on OFDM and PDM transmission with advanced signal processing techniques

　　

摘要

高容量的星间激光通信链路对于实现全球覆盖、遥感以及深空任务至关重要，但会受到路径损耗、指向误差以及有限的孔径尺寸等因素的影响，这些因素会降低在远距离传输和高数据速率条件下的系统性能。本文对一种具有160 Gb/s数据传输速率的星间激光通信传输系统进行了仿真评估。通过采用正交频分复用技术、极化分复用技术以及32级正交幅度调制技术，提升了系统的波特率、带宽效率以及传输速率。此外，还运用了先进的信号处理技术来进一步优化该系统的性能。研究以误矢量幅度、比特错误率和星座图作为性能评估指标，探讨了如何通过提升传输距离、光学效率、孔径直径、激光功率以及改善指向误差来优化该星间激光通信系统。实验结果表明，在7000公里的传输距离下，该系统能够实现稳定的160 Gb/s数据传输，其比特错误率低于3.8×10?3，误矢量幅度不超过12%，且接收到的光信号星座图清晰可见。