基于多用戶檢測(cè)的抑制OAM復(fù)用通信系統(tǒng)湍流影響的方法研究.pdf

1、與時(shí)間、頻率、正交碼片等自由度一樣，軌道角動(dòng)量(OAM)為復(fù)用通信系統(tǒng)提供了一種新的自由度。基于軌道角動(dòng)量的復(fù)用通信系統(tǒng)可大幅度提高系統(tǒng)傳輸速率，增加頻帶利用率。然而，在自由空間中傳輸?shù)膹?fù)用OAM光束不可避免地遭受大氣湍流的影響而產(chǎn)生串?dāng)_。OAM串?dāng)_會(huì)嚴(yán)重地影響系統(tǒng)通信質(zhì)量，因此，研究抑制大氣湍流對(duì)OAM復(fù)用通信系統(tǒng)的影響的方法具有重要理論意義和參考價(jià)值。
　　論文首先研究了基于線性多用戶檢測(cè)的OAM復(fù)用自由空間光通信方案。大氣湍

2、流使得OAM態(tài)在傳輸中能量發(fā)生遷移，導(dǎo)致復(fù)用OAM各信道間的串?dāng)_；并且湍流強(qiáng)度越大，串?dāng)_越嚴(yán)重，極大地降低了通信系統(tǒng)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的單用戶檢測(cè)方法把串?dāng)_當(dāng)作無(wú)用的噪聲，忽略了其中包含的各用戶間的相關(guān)性信息。論文在基于多用戶檢測(cè)抑制湍流影響的OAM復(fù)用通信鏈路等效模型基礎(chǔ)上，采用線性最小均方誤差(MMSE)多用戶檢測(cè)方法對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，有效地利用了串?dāng)_。數(shù)值仿真結(jié)果表明，MMSE多用戶檢測(cè)方法能夠同時(shí)有效地抑制大氣湍流引起的串?dāng)_和隨機(jī)噪

3、聲的影響。在弱、中強(qiáng)度湍流條件下，相對(duì)于傳統(tǒng)單用戶檢測(cè)而言，MMSE檢測(cè)的系統(tǒng)誤碼率可降低1到2個(gè)數(shù)量級(jí)；與解相關(guān)多用戶檢測(cè)相比，MMSE檢測(cè)可有效克服噪聲增強(qiáng)的問(wèn)題。
　　然后，論文研究了基于最小均方算法(LMS)的盲自適應(yīng)多用戶檢測(cè)的OAM復(fù)用自由空間光通信方案，通過(guò)基于最小輸出能量的LMS算法，僅利用接收信號(hào)本身的先驗(yàn)信息直接對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，使檢測(cè)器輸出序列盡量接近發(fā)送端發(fā)送的序列。仿真結(jié)果表明， LMS盲自適應(yīng)

4、多用戶檢測(cè)方法可以有效地利用接收信號(hào)中的串?dāng)_信息分離出期望用戶的信息，抑制大氣湍流對(duì) OAM復(fù)用通信系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，尤其是在弱、中強(qiáng)度湍流(Cn2<10-14m12/3)下，系統(tǒng)誤碼率明顯減小。
　　最后，論文研究了基于變步長(zhǎng)LMS盲自適應(yīng)多用戶檢測(cè)的OAM復(fù)用自由空間光通信方案，此方案能夠根據(jù)信道的變化實(shí)時(shí)調(diào)整步長(zhǎng)的大小，大小合適的步長(zhǎng)能夠提高檢測(cè)算法的收斂速度，減小輸出的穩(wěn)態(tài)誤差。變步長(zhǎng)LMS盲多用戶檢測(cè)技術(shù)對(duì)信道的動(dòng)態(tài)跟