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

1、與時間、頻率、正交碼片等自由度一樣，軌道角動量(OAM)為復(fù)用通信系統(tǒng)提供了一種新的自由度?；谲壍澜莿恿康膹?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值。
　　論文首先研究了基于線性多用戶檢測的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)的單用戶檢測方法把串?dāng)_當(dāng)作無用的噪聲，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)多用戶檢測方法對接收信號進(jìn)行檢測，有效地利用了串?dāng)_。數(shù)值仿真結(jié)果表明，MMSE多用戶檢測方法能夠同時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，相對于傳統(tǒng)單用戶檢測而言，MMSE檢測的系統(tǒng)誤碼率可降低1到2個數(shù)量級；與解相關(guān)多用戶檢測相比，MMSE檢測可有效克服噪聲增強(qiáng)的問題。
　　然后，論文研究了基于最小均方算法(LMS)的盲自適應(yīng)多用戶檢測的OAM復(fù)用自由空間光通信方案，通過基于最小輸出能量的LMS算法，僅利用接收信號本身的先驗信息直接對觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，使檢測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、多用戶檢測方法可以有效地利用接收信號中的串?dāng)_信息分離出期望用戶的信息，抑制大氣湍流對 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LMS盲自適應(yīng)多用戶檢測的OAM復(fù)用自由空間光通信方案，此方案能夠根據(jù)信道的變化實時調(diào)整步長的大小，大小合適的步長能夠提高檢測算法的收斂速度，減小輸出的穩(wěn)態(tài)誤差。變步長LMS盲多用戶檢測技術(shù)對信道的動態(tài)跟