混合RF-FSO系统提升深空通信质量研究

"该研究由刘宏展、姜婷和郝源共同完成，发表于2020年10月的《通信学报》第41卷第10期，探讨了利用混合RF-FSO系统改善深空通信质量的方法。在不同太阳风波动条件下，通过对比分析混合RF-FSO系统和传统FSO系统的误码率，揭示了混合RF-FSO系统的优越性，并提出了混合LPPM-BPSK-SIM调制方案，进一步提升了系统性能。" 在深空通信领域，由于距离遥远、信号衰减严重以及环境干扰等因素，通信质量往往受到严重影响。传统的自由空间光通信（FSO）系统虽然具有高速、大带宽的优点，但在深空应用中可能面临高误码率的问题。为了解决这一挑战，研究人员提出了一种创新的解决方案——混合射频(RF) - FSO系统。这种系统结合了射频通信的稳定性和FSO通信的高数据传输能力，旨在克服深空环境中的不稳定性。 混合RF-FSO系统在设计上采用了RF作为备份路径，当FSO路径受到如大气湍流、太阳风波动等影响时，可以自动切换到RF链路，保证通信的连续性。通过对不同太阳风波动条件下的误码率进行仿真分析，结果显示，混合RF-FSO系统的误码率显著低于纯FSO系统，提高了通信的可靠性。 此外，为了进一步优化系统性能，研究中还引入了一种混合调制方式——LPPM（分时位置相移键控）-BPSK（二进制相移键控）-SIM（强度调制）。LPPM利用时间间隔来编码信息，减少了对信道质量和频率稳定性的依赖，而BPSK则提供了一种高效的二进制调制手段。SIM则通过调整光强度来传输信息，适用于FSO系统。通过这种方式，系统能够在保持高数据传输速率的同时，提高抗干扰能力和误码率性能。 该研究为深空通信提供了一种新的技术途径，混合RF-FSO系统和混合LPPM-BPSK-SIM调制策略的结合，不仅增强了通信系统的鲁棒性，还能适应复杂的空间环境变化，对于未来深空探测任务的通信保障具有重要意义。该成果对深空通信技术的发展和实际应用具有深远的影响，为进一步提升深空通信质量提供了理论支持和技术参考。