[00105597]无线光通信轨道角动量分集关键技术研究

该项目为国家自然科学基金资助面上项目（项目批准号：61575027）。该项目主要研究成果如下：

1. 理论和仿真研究模式的空间分布特性，无线光通信(Wireless optical communication, WOC)信道大气湍流效应对携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)光束的影响，分析研究 OAM 信号经 WOC 信道传输后的纯度、模间串扰，建立信道传输矩阵，分析信道间的相关性。根据上述研究结果提出 OAM 态的优选方案。

2. 研究 OAM 分集发送方案：理论研究同时产生多个 OAM 共线光束的方法和设计器件的优化算法，结合衍射效率、模式串扰特性寻找优化算法的最佳评价函数和合理的目标函数，用于 OAM 分集发送。

3. 研究 OAM 多模式信号的分离方案：研究对比 OAM 空间分集接收合并算法中的最大比合并（MRC）、等增益合并（EGC）和选择合并（SC）算法，利用 Meijer-G 函数、超几何函数或厄米特多项式等，推导出采用 MRC、EGC、SC 合并算法的 OAM 分集光通信系统的信噪比、误码率和中断概率公式。

4. 提出 OAM 分集接收选择合并改进算法，对新算法的系统性能进行理论分析和计算，评估大气湍流对 OAM 光通信系统的影响。

5. 为了进一步降低 OAM 大气传输模间串扰，研究大气湍流信道 OAM 分集系统接收多入多出(multiple input multiple output, MIMO)自适应均衡算法，寻找最优代价函数。基于信道模型建立 OAM 分集 MIMO 信号处理仿真模型。对比研究均衡前和均衡后各种合并算法对系统误码率特性、中断概率等特性的影响。