[发明专利]一种抑制OAM复用通信系统串扰的方法

说明书

本发明公开了一种抑制OAM复用通信系统串扰的方法，具体为：首先，在发送端将待传送信息通过光调制器调制到高斯光束上，得到高斯光波；在OAM转换器中转换为OAM光束；OAM光的复用和解复用，得到解复用后第p路信号；最后对输出的信号进行MIMO均衡，使输出信号更接近输入源信号μ_i(t)。采用均衡算法能够有效地抑制模式间的串扰，降低误码率。通过采用变步长的恒模算法可以在有效改善串扰的情况下提高收敛速度和减小稳态误差。

技术领域

本发明属于无线光通信技术领域，具体涉及一种抑制OAM复用通信系统串扰的方法。

背景技术

随着现代科技的发展，人们对通信的传输容量提出更高的要求。对于传统的光通信技术而言，其通信容量已接近理论的极限，电磁波的频率、偏振、幅度、相位等维度都得到有效的开发，但空间维度还没有有效的利用，而轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)光通信就是一种有效利用空间维度的通信方式。对于携带轨道角动量的涡旋光束而言，理论上OAM拓扑电荷数l取值是无限的，拓扑电荷数不同的OAM模式之间相互正交。因为这两个特性，OAM模式成为了一种全新的加载信息的手段，提供了一个新的维度，并且OAM这一维度与原有的维度如时间，频率，偏振等完全不冲突，相互之间能够相互兼容，同时原有的维度开发己经相对比较成熟，短期内不太可能有质的突破，而OAM这一维度属于全新的领域，具有推动光通信快速发展的巨大潜力。

多路OAM模式复用传输能够进一步提升传输容量，但实际通信传输中OAM模式的正交性往往遭到破坏，模式之间会产生串扰。一种有效减小串扰影响的办法是采用多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)均衡技术。想要最大程度地开发轨道角动量这一维度，必然绕不开MIMO技术。MIMO技术能够在不额外占用系统的频谱资源的条件下，直接大幅度提高系统容量，增强系统的可靠性。将OAM与MIMO系统相结合，一方面能够利用现有的MIMO技术积累，快速地将基于OAM的MIMO系统投入到现实的应用中去；另一方面，OAM能与其他维度完美兼容，降低改造已投入使用的MIMO系统成本。和传统的无线通信一样，OAM自由空间通信可以使用MIMO均衡技术来降低码间干扰和模式之间的串扰，因为MIMO技术对于信号加载的方式是完全透明的，无论是波长，振幅，相位对于MIMO技术而言并没有本质上的区别。

大气湍流使在其中传播OAM光的光波参量发生随机改变，使OAM光束的强度、相位等遭到破坏，进而使光束出现强度闪烁、光束弯曲、漂移、弥散畸变、空间退相干等的现象，即大气湍流使OAM态发生了变形和失真，这将损害OAM态通信复用链路的质量，影响OAM态复用可通信的距离。在多用户信息传输经过大气湍流后受到大气湍流的干扰，可通过接收端的MIMO均衡来抑制干扰各用户信号间干扰。但是自由空间光信道并不稳定，湍流效应会破坏OAM涡旋光束特殊的螺旋相位结构，使不同OAM模式之间产生相互串扰。准确的湍流模型有助于分析大气湍流对OAM光束的影响，因此对大气湍流模型的研究具有重要的意义。

将OAM技术结合MIMO技术应用于自由空间光通信系统中，原则上能够大幅度地提高系统容量。OAM光束的特殊性质，使其不容易被截获和破解，保证了信息安全。复用和分集是MIMO技术带来的两项最重要的效益，如何让基于OAM的MIMO系统有效地利用复用和分集两项技术，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制OAM复用通信系统串扰的方法，对OAM复用传输过程中由于大气湍流引起的串扰进行有效的抑制，提高系统的通信容量。

本发明所采用的技术方案是，一种抑制OAM复用通信系统串扰的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，在发送端将待传送信息通过光调制器调制到高斯光束上，得到高斯光波；

步骤2，将经步骤1后得到的高斯光波在OAM转换器中转换为OAM光束；

步骤3，OAM光的复用；