文档名：单光子激光通信测距一体化系统设计
摘要：超导单光子探测技术能够实现光子量级极微弱光接收,是深空探测的关键技术之一,然而光子概率分布产生的脉冲抖动效应造成通信、测距性能恶化.对此,设计了基于脉冲位置调制(pulsepositionmodulation,PPM)调制的单光子激光通信测距一体化系统.根据光子分布特性,提出了脉冲宽度压缩的PPM新波形,降低了脉冲抖动效应对通信可靠性、测距精度的影响.同时,研制了星载端与地面端原理样机,搭建了双向通信与同步转发测距试验验证平台.试验验证结果表明,同等接收功率(-53.2dBm)条件下,采用1/4脉宽压缩比时,通信接收误码率从4.7×10-4降至5×10-10,测距精度从23.61cm提高至0.91cm,实现了高可靠通信传输与高精度距离测量.
Abstract：Superconductingsinglephotondetectiontechnologycanachieveextremelyweaklightreceptionatthephotonlevel,whichisoneofthekeytechnologiesfordeepspacedetectiontoachieveultra-longdistancereception.However,thepulsejittereffectcausedbyphotonprobabilitydistributiondeterioratescommunicationandrangingperformance.Inthispaper,wedesignasinglephotonlasercommunicationrangingintegratedsystembasedonpulsepositionmodulation(PPM)modulation.AnovelPPMwaveformwithcompressedpulsewidthisproposedbasedonthedistributioncharacteristicsofphotons,whichcanreducetheimpactofpulsejitteroncommunicationreliabilityandrangingaccuracy.Meanwhile,prototypesofsatelliteandgroundterminalsaredeveloped,andabidirectionalcommunicationandsynchronousforwardingdistancemeasurementverificationplatformisbuilt.Theexperimentalverificationresultsdemonstratethatunderthesamereceivingpower(-53.2dBm)conditions,whenusinga1/4pulsewidthcompressionratio,thecommunicationreceptionerrorratedecreasesfrom4.7×10-4to5×10-10,andtherangingaccuracyincreasesfrom23.61cmto0.91cm,achievinghighlyreliablecommunicationtransmissionandhigh-precisiondistancemeasurement.
作者：胡春源 林玉洁 朱简尊 吴梓豪Author：HuChunyuan LinYujie ZhuJianzun WuZihao
作者单位：北京理工大学信息与电子学院北京100081
刊名：国外电子测量技术 ISTIC
Journal：ForeignElectronicMeasurementTechnology
年，卷(期)：2024, 43(6)
分类号：TN2
关键词：激光通信测距一体化 单光子探测 脉冲位置调制
Keywords：integrationoflasercommunicationandranging single-photondetection PPM
机标分类号：TP311.52TN929.1TP212.14
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：国家重点研发计划，国家自然科学基金单光子激光通信测距一体化系统设计[
期刊论文] 国外电子测量技术--2024, 43(6)胡春源 林玉洁 朱简尊 吴梓豪超导单光子探测技术能够实现光子量级极微弱光接收,是深空探测的关键技术之一,然而光子概率分布产生的脉冲抖动效应造成通信、测距性能恶化.对此,设计了基于脉冲位置调制(pulsepositionmodulation,PPM)调制的单光子激光...参考文献和引证文献
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