利用同心圆形阵列实现无线涡旋通信的高容量低阶OAM

"无线通信中的高容量利用：基于同心圆阵列的低阶轨道角动量" 近年来，由于其潜在的容量提升能力，无线电涡旋无线通信（RowComm）在正交状态/模式的轨道角动量（OAM）上进行通信受到了广泛关注。均匀圆阵列（UCA）作为一种高效且便捷的天线结构，当发射器和接收器对齐时，可以同时发送/接收具有不同OAM模的多个OAM波束。然而，对于高阶OAM模式，OAM波束会发散并伴随着严重的衰减，这使得直接使用高阶OAM模式来实现高容量的RowComms变得困难。 为了充分利用OAM模式提供的高容量潜力，本文提出将单一的UCA转换为同心圆阵列（Concentric UCAs）。在这样的结构中，通过使用多个并行的低阶OAM模式而不是所有的高阶模式，可以实现高容量。这种方法有效地解决了高阶OAM模式下波束发散和衰减的问题，从而提高了无线通信系统的传输效率和数据容量。 论文详细探讨了如何通过模式分解和复用检测技术来实现这种转换。其中，模式分解是将接收到的信号分离成不同的OAM模式，而复用检测则涉及在发送端将多个OAM模式合并在一起，并在接收端解码以恢复原始信息。此外，论文还提出了共模式连续干扰消除策略，以降低不同OAM模式之间的干扰，进一步优化了系统性能。 在功率分配方面，文章强调了智能功率管理的重要性。为了最大化系统容量，需要根据各个OAM模式的传播特性以及它们之间的相互影响来动态调整每个模式的发射功率。通过精细的功率分配，可以确保低阶OAM模式在传输过程中保持较高的能量效率，同时减少潜在的信号质量下降。 该研究展示了同心圆阵列在无线通信中的应用潜力，尤其是在提升高容量RowComm系统性能方面。通过采用低阶OAM模式、模式分解、复用检测、共模式连续干扰消除和智能功率分配等技术，能够克服高阶OAM模式的挑战，实现更高效、更稳定的无线通信。这项工作为未来无线通信系统的设计提供了新的思路和方法。