太赫兹轨道角动量通信关键技术与挑战

面对日益紧张的频谱资源与众多新兴应用对更高通信速率的要求,THz与OAM作为突破当前通信系统瓶颈的关键技术而广受关注。将两者结合的THz-OAM技术不仅继承了两者的优点,也面临着一些重要挑战。综述了OAM在通信领域的研究进展,展现了其提高通信容量与丰富通信维度的特有优势;研究了OAM波束在多径、大气湍流等环境下的传输特性及其应对方法,用于完善THz-OAM信道的通用模型;总结了THz-OAM通信系统面临的挑战,为6G通信技术的发展和应用提供参考。     

太赫兹轨道角动量通信方法应用分析

轨道角动量(OAM)通信复用方法近年来被认为是一种提升通信容量的有效途径。基于国内外相关研究,阐述了轨道OAM通信方法的发展;根据频率特点,分析太赫兹轨道OAM通信方法的形式和应用优势,并进一步分析讨论了太赫兹轨道OAM通信应用存在的问题和解决方式,特别是远距离大宽带情形下的分析,为未来技术发展和应用提供参考。     

太赫兹轨道角动量通信关键器件研究进展

太赫兹波具有丰富的频谱资源优势,兼具方向性强和穿透性好等优点,是6G通信的重要技术之一。OAM作为一个新的复用维度,可极大提升通信容量,因此将太赫兹和OAM技术融合,有望为6G网络注入新的活力。首先介绍了太赫兹波和OAM波束的特点,然后重点讨论了太赫兹OAM通信的关键器件,最后结合不同的太赫兹OAM通信系统的特点,讨论分析了当前太赫兹OAM系统存在的典型问题和潜在解决方式,为未来太赫兹OAM通信技术发展和应用提供参考。     

论涡旋电磁波轨道角动量传输新维度

轨道角动量（OAM）是电磁波的固有物理量,与电场强度的物理量纲线性无关,可构成无线传输中的新维度。从电磁波资源利用和发展的历史出发,分析了电磁波轨道角动量的物理特征,明确了只有电磁波量子携带内禀OAM的涡旋电磁波传输系统才可以获得MIMO传输以外的无线传输新维度;统计态OAM涡旋波束中的电磁波量子形成的外部OAM与空域维度相耦合,无法构成MIMO传输以外的新维度,但在直射视距（Lo S）信道时可获得额外自由度和较低的复杂度。依据信道容量的不同,将典型涡旋电磁波OAM传输系统划分为4个不同区域,并着重指出量子态OAM涡旋电磁波传输可以形成超越传统MIMO容量界的含有OAM维度的新MIMO容量界。     

光通信中轨道角动量技术及应用前景分析

轨道角动量是未来进一步提升光网络容量的新型技术,近几年逐步成为超高速光通信领域的研究热点。在介绍轨道角动量技术机理及最新研究进展的基础上,进一步分析了轨道角动量所面临的技术挑战,同时对其未来应用前景进行了探讨及展望。     

大气湍流下轨道角动量复用态串扰分析

以加载QPSK调制信号的轨道角动量（OAM）光束为传输载波,以多个相位屏模拟大气湍流,研究不同大气湍流强度下OAM复用态的串扰情况。通过对复用光束光强和相位研究,得出在OAM复用态光强受到湍流影响时会发生明显的闪烁现象,光功率分散,相位发生旋转弯曲,且湍流强度越大,受到的影响越大。选用螺旋谱分析不同湍流强度下各OAM复用态之间的弥散程度,当大气湍流强度增加时,OAM态之间的弥散程度增加,且较强湍流会导致OAM复用态失真。同时,考虑OAM复用态之间的模式串扰以及每路携带信息的OAM态因大气信道引起的混合噪声而造成的码间干扰,对比研究了不同大气湍流强度下系统误码率随传输距离的变化,结果表明:系统误码率随传输距离的增长而增大,强湍流之下光束误码率会随着传输距离增长到一定程度后趋于平稳,弱湍流之下光束误码率会随着传输距离的增长而增大。     

高阶轨道角动量传输光纤设计及传输特性研究

为解决一般轨道角动量传输光纤传输轨道角动量模式数量少、质量差的问题,提出了一种基于正六边形空气孔排列的新型光子晶体光纤结构。该光纤引入了空气填充率高的矩形空气孔以及采用高折射率材料填充环形传输区域,能够有效提高环形传输区域和包层间的折射率差,且正六边形排列空气孔有利于提高模间有效折射率差。经过结构优化得到最优光纤结构,有限元法的分析结果表明,最优结构下,该光纤在常用波段S+C+L+U波段上能够支持142种轨道角动量模式的传输,最高阶数达到36阶。且所提出光纤具有良好的传输特性,本征模式的最高限制性损耗为10^-9 dB/m量级,与典型轨道角动量传输光子晶体光纤相比至少降低了一个数量级;最大有效模场面积能够达到206.18μm²,最小非线性系数低至0.397 W^-1·km^-1;色散平坦且最小色散变化低至1.457 8 ps/(nm·km);所有本征模式纯度均在93.4%～96.8%范围内。且该光纤具有较好的制备可行性,对制造精度要求不高。因此,该光纤在基于轨道角动量光纤的复用系统中具有广阔的应用前景,为...     

室内走廊环境毫米波OAM信道特性分析与统计建模

针对自由空间传播模型仅能描述自由空间场景下携带轨道角动量(OAM)的涡旋信道传播特性,以及确定性稀疏多径涡旋信道模型严格依赖于传播环境而不能准确刻画真实多径场景下OAM信道传播特性的问题,该文提出毫米波OAM多径信道统计建模方法。在室内走廊环境下构建基于均匀圆形天线阵列(UCA)的OAM辐射传输系统,基于光学射线理论与UCA辐射特性,建立OAM多径信道模型。结果表明,在毫米波频段均匀分布和Nakagami-m分布能够准确地表征室内走廊多径环境下的OAM信道波前相位和幅度,视距(LoS)和非视距(NLoS)传播条件下传播距离较大时信道幅度服从瑞利分布,视距传播条件下传播距离较小时信道幅度服从莱斯分布。     

平流层CDMA通信系统的容量分析

针对平流层通信中利用多波束天线进行分空分复用的特点，对平流层CDMA通信系统的容量进行了分析，并考虑了有功率控制和无功率控制两种情况的区别，给出了相关的表达式。最后，通过计算机仿真得到了在特定天线条件下的系统容量。     

CDMA通信卫星系统容量分析

对基于码分多址(CDMA)体制的通信卫星系统及其容量进行了分析,从系统的角度,提出了CDMA体制的通信卫星系统容量的数学模型。定量分析了用户数量与系统的扩频增益、抗干扰能力指标、卫星转发器饱和功率等的关系,容量分析的结果可供人们在选择和设计通信卫星系统时参考。     

三值CDMA移动通信系统容量分析

从编码理论和话务理论出发 ,分析了三值CDMA移动通信系统的系统容量。证明在信息传输速率一致的条件下 ,三值系统的无线容量约为二值系统的log2 3(约 1 6 )倍 ;在码元传输速率一致的条件下 ,三值系统的服务等级更高。可见 ,三值CDMA系统为解决现有移动通信系统容量不足的问题开辟了新的途径。     

CDMA数字蜂窝通信系统容量分析

目前,适合于移动通信、无线通信的无线电频谱资源极为拥挤和宝贵。解决此问题不仅是要采用先进的管理手段和合理分配频谱资源,更重要的是要寻求频谱利用率高的先进通信技术。从CDMA蜂窝通信系统容量和几种提高系统容量的技术方面进行了分析,以论证CDMA通信技术在解决此矛盾上的优势。     

DS-CDMA卫星通信系统容量分析与仿真

分析了影响DS-CDMA卫星通信系统容量的主要因素,如带宽扩展因子、地球站发射功率、系统抗干扰能力、传输质量要求、系统功率控制性能等;建立了DS-CDMA卫星通信系统的仿真模型,导出了系统容量计算的闭环表达式,并对一个典型系统的容量进行了计算和仿真,验证了理论分析的正确性,给出了实际工程应用中的设计建议,对具有较大容量的卫星通信系统的设计有一定的借鉴意义。     

5G毫米波在移动通信系统的应用探究

在频谱资源越来越紧缺的情况下,毫米波的大带宽优势使其成为第五代移动通信技术的重点。目前,我国5G建设正如火如荼的进行着。毫米波做为我国5G候选频段,对5G发展的重要性不言而喻。本文从分析毫米波的传输特性入手,通过介绍其优劣势和massive MIMO技术的结合,进而引入5G毫米波在未来移动通信系统的应用场景及组网架构,为5G毫米波落地实施提供参考。     

数字集群通信系统的接入分析与容量估算

数字集群通信系统缺乏有效的容量规划方法和模型,直接套用移动电话系统的策略会造成容量估算误差过大。数字集群系统在技术特性和业务处理流程上与移动电话系统存在许多差异,针对这些差异对数字集群系统随机接入过程和资源管理的特点进行了分析,提出了组呼业务与电话业务的归一化处理方法,以及数字集群系统的业务处理模型和话务统计模型,并基于提出的模型对接入信道的容量和系统服务等级进行了计算。     

60 GHz毫米波通信中上行链路混合波束赋形技术研究

该文针对60 GHz通信网络上行链路提出一种基于码本的混合波束赋形技术,实现复杂度与接收性能之间的折中。用户设备采用固定码本波束切换发射信号,接收设备首先利用码本执行到达角预估,在此基础上进一步设计最佳接收波束,以抑制上行链路相互干扰;并设计一种改进的最小均方误差(LMS)波束形成算法,通过设置有效初值提升迭代性能。仿真结果表明,混合波束赋形算法可有效提升60 GHz通信系统传输性能,同时验证新算法能显著提高接收信号的信干噪比。     

对以太网无源光网络中OAM的分析

以太网无源光网络(EPON)作为一种新兴的接入技术,需要网络设计者提供电信级(Carrier-class)的管理能力,而单纯的简单网络管理协议(SNMP)已经不能胜任其运营、管理、维护(OAM)的要求.文章提出了基于802.3ahOAM协议和SNMP的EPON系统管理机制,并描述TEPON系统OAM的功能、特点以及在Linux操作系统下该刚络管理机制的软件实现方案.