基于光载无线技术的毫米波轨道角动量通信及其融合机理研究

基本信息
批准号:61575127
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:李瑛
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:步敬,陆顺斌,陈宇,潘新建,苏明样,郑水钦,朱天龙,陈智聪
关键词:
无线光通信光载无线通信轨道角动量涡旋毫米波通信
结项摘要

Radio-over-fiber (ROF) communication combines the advantages of the optical communication and millimeter-wave communication, shows important application value in the field of broadband wireless access network, radar and satellite communication. In order to further improve the communication capacity and security, this program presents an integration communication system which fuses the Orbital Angular Momentum (OAM) communication of millimeter wave and radio-over-fiber (ROF) communication, conduct a study on the OAM integration and application of mm-wave in ROF system. Based on ROF communication system, the 60/100 GHz mm-wave OAM integration technique will be studied, and exploring how to use the optical operation to realize the OAM high speed modulation of mm-wave and seamless integration. On this basis, the characteristic of OAM and signal damage mechanisms will be uncovered theoretically and experimentally in the project. The intrinsic crosstalk relationship between OAM integration and the initial modulation format of radio-over-fiber communication system will be studied, and the OAM integration communication system based on radio-over-fiber will be propose. Based on the OAM integration, the potential and advantages of OAM integration to obtain large volumes radio-over-fiber communication will be explored experimentally. The results of the research not only enrich the theory of OAM integration communication, but also provide the theoretical and experiment basis for developing new OAM modulation/multiplexing communication system, have both significant theoretic values and wide potential applications.

光载毫米波(ROF, Radio-over-fiber)通信兼顾了光通信和无线毫米波通信的优势,在宽带无线接入网络、雷达、卫星通讯等领域具有重要应用。为了进一步提升其通信容量和安全性,本项目提出涡旋毫米波通信与光载无线通信融合技术,开展光载毫米波通信系统中毫米波的OAM(Orbital Angular Momentum,轨道角动量)融合研究及应用。研究基于光载毫米波通信系统的60/100 GHz毫米波OAM融合技术,探索光域调控在实现毫米波OAM高效调制以及无缝融合的优势,理论结合实验揭示其OAM态特性及信号损伤机理,建立光载毫米波通信系统中初始调制格式与OAM融合的内在串扰关系,提出光载毫米波OAM融合的通信系统方案,实验研究并阐明OAM融合在实现大容量光载毫米波通信上的潜力和优势。研究结果不仅丰富了OAM融合通信理论,而且将为发展新型OAM调制/复用通信系统提供理论和实验依据。

项目摘要

本项目提出了基于光载无线技术的毫米波轨道角动量(Orbital angular momentum: OAM)通信及其融合机理研究。研究了基于光载无线技术的涡旋毫米波产生及模态切换技术,利用相位调制器的高速调制特性,结合周期相移技术,实现了100 GHz涡旋毫米波的高效生成与模态切换;研究了基于光束相干合成和超构表面的涡旋光束生成技术,通过对入射光波前相位的空间整形,实现了高效率高纯度的涡旋光束生成;研究了基于环形天线阵列、双耳圆形光阑、G-S迭代算法以及正交偏振分离的涡旋波束模态分离/检测技术,通过对涡旋波束的相位分布特性的分析探讨,实现了OAM模态的高效快速检测;研究了基于涡旋光束的自由空间光通信技术,实现了基于直接解调的OAM键控通信,基于空间相位交叉调制矢量光束调制通信以及基于波长-OAM模态联合复用的Tbit/s轨道角动量复用通信,在光波段的信号传输速率可达1.367Tbit/s;研究了基于涡旋毫米波-OAM模态融合的光载无线通信技术,通过构建OAM与相位复合调制格式,实现了OAM调制速率达50 Gbit/s的100 GHz涡旋毫米波通信;通过构建OAM、相位、幅度结合进行复合调制格式,实现了OAM调制速率达75 Gbit/s的100 GHz涡旋毫米波通信;将光载无线技术与矢量光复用技术相结合,实现了单链路2.4 Gbit/s的OOK信号零误码传输。较好的完成了项目研究目标及内容,并为光载毫米波OAM融合通信技术在微波领域的实际应用提供了有效的理论和实验根据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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