基于调制后向反射器的星地光通信：感知与定位
信号处理
2024-01-19 v1
摘要
本文聚焦于调制后向反射器（MRR）激光链路的最优设计，以建立立方体卫星（CubeSats）的高速下行链路，同时考虑这些微小卫星常见的重量和功率限制。为此，首先进行了全面的信道建模，考虑了关键的实际信道参数，包括机械万向节误差、快速转向镜角度误差、激光束宽、MRR面积、大气湍流和信道相干时间。据此，推导了接收信号分布的闭式表达式，并利用该表达式提出了一种基于最大似然的方法来感知和估计卫星的初始位置。随后，将感知阶段距离估计误差的分布表示为激光束宽和万向节误差的函数，从而能够微调最优激光束宽以最小化感知时间。此外，利用感知和初始卫星距离估计，提出了两种定位算法。为了比较所提定位方法的性能，我们获得了定位误差的下界作为基准。最后，通过全面的仿真，我们评估了不同参数对所考虑的基于MRR系统在感知和定位阶段性能的影响。
引用
@article{arxiv.2401.09595,
title = {Modulating Retroreflector-based Satellite-to-Ground Optical Communications: Sensing and Positioning},
author = {Mohammad Taghi Dabiri and Mazen Hasna and Saud Althunibat and Khalid Qaraqe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.09595},
year = {2024}
}