面向星际自由空间光链路的束对准效应分析

自由空间光（FSO）通信因其高数据率、低功耗和减少干扰的优势，已成为星际链路（ISL）的热门技术。然而，星际 FSO 系统的性能对束对准极其敏感。虽然常用指向提前角（PAA）补偿方法，但 PAA 的有效性依赖于精确的轨道知识和先进的对准硬件，这在实际中并不总是可行。为此，本文考察了束对准对星际 FSO 通信的影响。我们推导了在联合抖动和对准误差导致的指向误差下的 FSO 信道累积分布函数（CDF）的闭式表达式，并引入一种带有二分法的截断 CDF 公式，以高效计算停机概率，确保收敛且计算开销最小。为使分析更实用，我们基于轨道动力学量化位移。数值结果表明，所提模型与蒙特卡罗仿真结果高度吻合，使所提模型在实际中对设计星际 FSO 系统具有重要价值。