高速脉冲位置调制对SNSPD探测光子计数特性影响(特邀)
Photocount Characteristics of SNSPD for PPM Signals in Deep-Space Laser Communication(Invited)
吴晓薇 1杨雷 1展月英 1孙扬 2熊蛟 1王强1
作者信息
- 1. 中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094
- 2. 中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094;中国科学院大学,北京 100094
- 折叠
摘要
激光通信是近年深空探测领域的研究热点之一.深空激光通信采用脉冲位置调制(PPM)提升通信能量效率,并使用单光子探测器以高效地接收信号.其中,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)被广泛认可是最优选择之一.本文分析了SNSPD的死时间和抖动特性,以及高速脉冲信号的拖尾现象,对基于PPM-SNSPD调制探测方式的深空激光通信产生的影响,并计算了SNSPD在该体系下的光子计数特性.基于分析,提出一种偏移补偿保护时隙PPM符号同步算法.相较普通的保护时隙同步算法,所提算法能有效减少PPM-SNSPD体系下的同步误差,提升系统误码率.
Abstract
Deep-space laser communication systems commonly use pulse-position modulation(PPM)to improve the energy efficiency of communication and use single-photon detectors for efficient signal reception.In particular,superconducting nanowire single-photon detectors(SNSPD)are one of the most suitable detector choices.In this study,we investigated the performance of high-speed PPM-SNSPD-based deep-space laser communications in terms of the dead time and jitter of SNSPD as well as the trailing phenomenon of high-speed pulsed signals.The photocount characteristics of SNSPD were analyzed.Based on this analysis,we proposed a bias-compensated guard-time PPM symbol synchronization algorithm.Compared with the conventional guard-time symbol synchronization algorithm,the proposed algorithm effectively reduces synchronization errors and improves system error performance.
关键词
自由空间光通信/深空激光通信/脉冲位置调制/单光子探测器Key words
free-space optical communication/deep-space laser communication/pulse position modulation/single-photon detector引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(61971403)
国家自然科学基金(62371439)
国家自然科学基金(62301533)
中国科学院战略性先导科技专项(XDA30030600)
中国科学院青年创新促进会项目(2022161)
中国科学院特别研究助理资助项目()
出版年
2024
NETL
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