OAM复用下自由空间光通信性能分析

本文《论文研究-Performance Analysis of Free-Space Optical Communications Link Using Multiplexing Orbital Angular Momentum States》由中国科技论文在线发表，作者是北京邮电大学电子工程学院的桑红庆、尹霄丽、郝吉、郭星蓝和杨弦教授团队。该研究得到了中国国家自然科学基金的支持（项目编号：61575027和61471051）。 论文主要探讨了在非Kolmogorov湍流模型下，利用轨道角动量（OAM）复用技术的自由空间光通信（FSO）系统的性能分析。OAM是一种新兴的自由度，它结合了固有安全性、高频谱效率、大系统容量、良好的系统兼容性和高效模式转换等优点。OAM通过编码不同的旋涡模式，实现了多路数据传输，每个模式对应一个特定的拓扑荷量（topological charge），这有助于实现多路复用。 研究的核心内容是通过数值模拟来评估经过大气湍流后保持原始OAM状态的概率。结果表明，检测到原始OAM状态的成功概率随传输的OAM态的拓扑荷量变化。此外，论文还深入探讨了不同荷量的OAM模式对整体系统容量的影响，以及如何优化信号处理算法以减小湍流引起的性能衰减。 作者们关注了如何在实际通信环境下，如大气扰动频繁的环境中，保证OAM FSO通信系统的稳定性和可靠性。他们可能还分析了与其他无线通信技术（如Wi-Fi、卫星通信）相比，OAM FSO在数据传输速率、抗干扰能力和传输距离方面的优势与挑战。 这篇论文对于了解和设计未来的OAM增强的自由空间光通信系统具有重要意义，特别是在提升通信容量和抵抗环境干扰方面。对于那些在无线通信技术领域寻求创新和高效解决方案的科研人员和工程师来说，这是一个值得深入研究的基础理论和技术参考。