基于Beckmann分布的星间光通信最优输入信号概率分布

针对瞄准误差影响下的星间光通信非对称信道,存在最优输入信号概率分布使链路的互信息达到最大,考虑瞄准误差服从Beckmann分布,结合接收天线孔径大小、波束宽度和瞄准误差分布参数,给出了星间光通信的信道矩阵,建立了互信息优化模型,并利用拉格朗日乘数法对模型进行了求解,得出了使互信息最大时的输入信号概率分布的闭合表达式。通过数值仿真,给出了最优输入信号概率分布、信道容量和互信息差值随着归一化判决阈值、光束束腰半径以及瞄准误差分布参数的数值变化关系。仿真分析结果表明：最优输入信号概率分布下输入信号与输出信号之间的互信息值要明显高于等概率分布时。利用数值仿真的结果,可在明确瞄准误差分布规律的基础上,选择最优的信源输入,使星间光通信信道实现最大的信息传输能力。