申请/专利权人：南京大学

申请日：2024-02-26

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117792491A

主分类号：H04B10/079

分类号：H04B10/079;H04B10/118;H04N23/23;H04N23/661;H04N23/695;H04N23/951;H04N23/958;H04N7/22;H04N7/20

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明公开了一种面向星地激光通信的红外云层探测系统，包括红外图像采集模块、数据处理模块、控制模块；其中，红外图像采集模块由多个红外相机、相机固定架以及图像捕捉卡组成；数据处理模块根据红外图像采集模块采集到的云红外辐射图像计算云层激光信道的信道质量参数；控制模块用于按照一定间隔，控制红外图像采集模块采集不同角度的云层红外图像，并存储所述红外图像采集模块采集的不同角度的云层红外图像；本发明通过采集的全天空云红外辐射图像，自动计算云光学深度、云层激光信道误码率以及云层激光信道最大码元传输速率，能够判别星地激光通信中的链路质量，为星地激光通信中的链路规划提供依据。

主权项：1.一种面向星地激光通信的红外云层探测系统，其特征在于包括，红外图像采集模块，用于采集云层的红外辐射图像；所述红外图像采集模块包括相机固定架，以及设在所述相机固定架上的多路图像捕捉卡；控制模块，用于按照预设间隔，控制红外图像采集模块采集不同角度的云层红外图像，并进行存储；数据处理模块，利用红外图像采集模块采集到的云红外辐射图像，计算云层激光信道的信道质量参数，并根据用户设定的云层信道质量参数阈值，判断云层激光信道的可用性，所述信道质量参数包括云层激光信道的光学深度、云层激光信道误码率和云层激光信道最大码元传输速率，所述数据处理模块按照以下步骤工作：步骤1：读取云层红外图像：数据处理模块从所述控制模块读取所述红外图像采集的多张不同角度的云层红外图像；步骤2：全天空图像拼接：对读取到的多张图像依次进行图像拼接，最终得到完整的全天空云层红外图像；步骤3：计算云层激光信道的质量参数，具体步骤如下：步骤3-1：计算云层激光信道的光学深度：数据处理模块根据红外图像采集模块采集的云红外辐射值ε，通过式（1）计算得到云层激光信道的光学深度τ： 1，步骤3-2：计算云层激光信道最大码元传输速率：数据处理模块通过式（2），计算得到云层激光信道的最大码元传输速率， 2，式（2）中，表示云层激光信道的冲激响应，表示时间；、、、、、为常量系数，可根据光学深度确定；为余误差函数，表示余误差函数的自变量；表示激光接收器最低脉冲探测能量比，表示最小码元间隔；表示最大码元传输速率；u表示计算余误差函数中的变上限积分时的积分变量；步骤3-3：计算云层激光信道平均误码率：数据处理模块按照以下步骤计算云层激光信道的平均误码率BER：首先，通过式（3）计算得到相邻码元在取样点处所产生的码间串扰的幅度： 3，式（3）中，为相邻码元之间的间隔，为时刻的码元的值，为时刻的码元的值，为时刻的码元在取样点处所产生的码间串扰的幅度，为时刻的码元在取样点处所产生的码间串扰的幅度；然后，通过式（4）计算激光接收器的信噪比： （4），式（4）中，为处的冲激响应幅度，为激光接收器噪声的标准差；最后，通过式（5）计算得到云层激光信道的平均误码率： 5，步骤4：将步骤3得到云层激光信道的质量参数，与用户设定的用于星地激光通信的云层激光信道的质量参数阈值进行比较，从而判断云层激光信道能否用于星地激光通信。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京大学 一种面向星地激光通信的红外云层探测系统

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