为了满足小卫星平台中尺寸、质量、功耗等约束并探索中短距离星间链路下射频(RF)通信和激光通信的替代解决方案,研究了多卫星网络中采用可见光通信(VLC)的中短距离星间通信的可行性。利用卫星工具软件(STK)构建了双星伴飞构型,定量分析了太阳及恒星引入的背景光噪声,从而构建了中短距离星间VLC链路模型。为了提高链路容量和可靠性,进一步构建了基于星间链路的单输入多输出VLC(SIMO-VLC)系统,通过数值仿真评估了不同分集合并算法对于链路性能的影响。仿真结果表明:大部分时段中太阳辐射引入的杂散光功率在10 μW以下,相比于地面场景引入的背景光功率降低了75%。当在20 km内实现传输速率为112.5 Mbit/s、误码率为1×10 -6的数据传输,系统所需的发射光功率至少为4.55 W。相比单输入单输出(SISO)系统,采用基于单输入多输出(SIMO)的分集检测方案可以获得更好的性能,且所需发射功率和通信距离能够随着接收支路的增加得以有效改善,可为基于VLC的星间链路设计及扩展室外应用场景提供参考。
