星间光链路(OISL)的信道建模与速率分析
信号处理
2025-01-07 v1
摘要
星间光链路(Optical Inter-Satellite Links, OISLs)能够改善卫星在太空中的连通性。与传统射频传输相比,它具有高通量数据传输以及更小的体积、重量和功耗等优势。然而,针对远距离星间激光传输的信道模型与通信性能仍需深入研究。本文首先针对非地面网络(Non-Terrestrial Networks, NTN)中的 OISL 通信,通过考虑由卫星抖动和跟踪噪声所引起的指向误差,建立了相应的信道模型。我们推导了由这些指向误差所导致的信道状态分布,并计算了其均值。此外,我们确定了 NTN 中 OISL 通信的平均可达数据速率,并设计了一种协作式 OISL 系统,揭示了在集中波束能量与平衡失准之间的折中关系。我们在满足时延约束的前提下,计算了协作式 OISL 达到目标数据传输容量所需的最小卫星数量,其中涉及对每条链路数据速率提升与所有链路累积时延之间平衡的探讨。最后,仿真结果验证了所提解析模型的有效性,并为协作式 OISL 所需的最佳卫星数量以及应采用的最佳激光频率提供了参考。
引用
@article{arxiv.2501.02756,
title = {Channel Modeling and Rate Analysis of Optical Inter-Satellite Link (OISL)},
author = {Bodong Shang and Shuo Zhang and Zi Jing Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.02756},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 5 figures