自适应湍流补偿：轨道角动量自由空间光通信的新方案

"这篇研究论文探讨了在基于轨道角动量的自由空间光通信系统中，如何通过一种混合输入-输出算法实现自适应湍流补偿技术，以克服大气湍流导致的模式间串扰和系统性能下降的问题。作者团队来自北京邮电大学的相关实验室，文章经过多次修订和审阅，最终于2018年发布。" 正文: 大气湍流是自由空间光通信（FSO）系统，特别是基于轨道角动量（OAM）的通信系统面临的主要挑战之一。OAM是一种利用光波的螺旋波前结构来编码更多信息的技术，能够显著提高光通信的容量。然而，大气湍流会导致光束的随机波动，引起模式间的串扰，降低系统的传输效率和信噪比，从而严重影响通信质量。 为了解决这一问题，本研究提出了一个混合输入-输出算法，该算法具有自适应补偿功能，可以动态适应不断变化的大气湍流条件。混合输入-输出算法结合了不同的处理策略，如数字信号处理和光学预失真技术，以优化信号在经过大气湍流后的恢复效果。 在OAM-FSO通信系统中，光信号携带的OAM模式在传输过程中可能会因大气湍流而发生畸变。传统的补偿方法可能无法有效地应对这种复杂环境。混合输入-输出算法则能够对输入和输出信号进行智能分析，实时调整传输参数，以最小化由大气湍流引起的失真。 具体来说，该算法首先通过监测接收到的信号质量，估计当前大气湍流的强度和特性。然后，它会根据这些估计值调整发射端的编码方式或者接收端的解码策略，以减小模式间的干扰。这种自适应能力使得系统能够适应各种湍流条件，提高数据传输的稳定性和可靠性。 实验和仿真结果证明，采用这种混合输入-输出算法的自适应湍流补偿技术，能够在很大程度上恢复由于大气湍流造成的信号质量下降，从而增强OAM-FSO通信系统的整体性能。这对于推动自由空间光通信在长距离、高容量通信网络中的应用具有重要意义，特别是在需要避免电磁干扰或提供超高速率通信的场景下。 这篇研究论文展示了在OAM-FSO通信中实施混合输入-输出算法作为自适应湍流补偿的有效性，为未来光通信系统的抗干扰能力和可靠性提升提供了新的研究方向和技术手段。