1 西安邮电大学 通信与信息工程学院, 西安 710121
2 西北工业大学 电子信息工程学院, 西安 710072
3 西安电子科技大学 综合业务网国家重点实验室, 西安 710071
为了研究尘埃等离子体中带电尘埃的粒子半径、粒子浓度和带电荷数对量子通信性能的影响, 首先根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面; 然后通过粒子浓度求出总的消光截面, 得出链路衰减的数学模型, 提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系; 针对退极化信道, 当单个尘埃粒子所吸附带电粒子的个数为50时, 给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量和量子误码率的定量关系. 仿真结果表明, 当量子信号的传输距离为10 km时, 尘埃粒子浓度从1×1010 m-3增加到10×1010 m-3, 信道容量从0.672 6降低到0.107 5; 尘埃粒子半径从0.1 μm增加到10 μm时, 量子误码率由1.334×10-3增加到5.309×10-3. 由此可见, 尘埃等离子体中带电尘埃粒子的半径和浓度对量子卫星通信性能有显著的影响. 因此, 为确保量子通信的可靠性, 应根据所探测到的等离子体环境的状况, 调整卫星通信系统的各项指标参数.
量子卫星通信 尘埃等离子体 光散射截面 带电尘埃粒子 退极化信道 信道容量 误码率 量子纠缠度 Quantum satellite communications Dusty plasmas Light scattering cross sections Charged dust particles Depolarization channels Channel capacity Bit error rate Quantum entanglement 光子学报
2017, 46(12): 1206002
