基于最大似然檢測的自由空間軌道角動量復用光通信研究

摘要：基于軌道角動量復用的自由空間光通信可以極大地提高通信系統容量,但是由于自由空間信道中存在大氣湍流干擾,引起不同軌道角動量間發生串擾,導致通信系統性能下降。文中提出了基于最大似然檢測的自由空間軌道角動量復用光通信方案。該方案在接收端使用最大似然檢測方法可以有效地降低不同軌道角動量光束所攜帶的數據間的串擾,降低通信系統誤碼率,提升通信性能。特別是在大氣湍流強度為5×10^-15m^-2/3、信噪比為26dB時,相比于未采用最大似然檢測方法的通信方案,該方案的誤碼率可以下降四個數量級。另一方面,最大似然檢測的復雜度會隨著調制階數和子信道的數量的增加而呈指數級的增加,但是針對低階調制方式和有限數量的子信道,最大似然檢測的復雜度是可接受,例如該方案在仿真中采用OOK調制和四種軌道角動量光束進行復用,系統復雜度是可接受的。