[00105597]無線光通信軌道角動量分集關鍵技術研究

該項目為國家自然科學基金資助面上項目（項目批準號：61575027）。該項目主要研究成果如下：

1. 理論和仿真研究模式的空間分布特性，無線光通信(Wireless optical communication, WOC)信道大氣湍流效應對攜帶軌道角動量(Orbital Angular Momentum, OAM)光束的影響，分析研究 OAM 信號經 WOC 信道傳輸后的純度、模間串擾，建立信道傳輸矩陣，分析信道間的相關性。根據上述研究結果提出 OAM 態的優選方案。

2. 研究 OAM 分集發送方案：理論研究同時產生多個 OAM 共線光束的方法和設計器件的優化算法，結合衍射效率、模式串擾特性尋找優化算法的最佳評價函數和合理的目標函數，用于 OAM 分集發送。

3. 研究 OAM 多模式信號的分離方案：研究對比 OAM 空間分集接收合并算法中的最大比合并（MRC）、等增益合并（EGC）和選擇合并（SC）算法，利用 Meijer-G 函數、超幾何函數或厄米特多項式等，推導出采用 MRC、EGC、SC 合并算法的 OAM 分集光通信系統的信噪比、誤碼率和中斷概率公式。

4. 提出 OAM 分集接收選擇合并改進算法，對新算法的系統性能進行理論分析和計算，評估大氣湍流對 OAM 光通信系統的影響。

5. 為了進一步降低 OAM 大氣傳輸模間串擾，研究大氣湍流信道 OAM 分集系統接收多入多出(multiple input multiple output, MIMO)自適應均衡算法，尋找最優代價函數。基于信道模型建立 OAM 分集 MIMO 信號處理仿真模型。對比研究均衡前和均衡后各種合并算法對系統誤碼率特性、中斷概率等特性的影響。