水下通信技术:里所码与轨道角动量相干叠加键控系统
2025-01-20 10:43
No.1330850267436163072
技术概要
PDF全文
本技术介绍了一种融合里所码与轨道角动量的水下相干叠加键控技术及其系统。该技术采用半导体激光器作为光源,通过分束器产生四束并行光束,并通过编码后的数据控制光开关,进而通过空间光调制器产生不同轨道角动量态的涡旋光束。利用相干叠加技术生成复合涡旋光束,该光束在经历海洋湍流信道扰动后,接收端利用深度学习技术实现自适应解调,并最终通过解码器恢复原始数据。此发明突破了空间光调制器刷新速率的限制,通过编解码技术显著提升系统误码率性能和抗干扰能力。此外,基于预训练神经网络的解调方法不仅提高了系统的解调速度和准确率,还简化了解调结构,降低了成本。
背景技术
电磁波在传输过程中不仅具有动量还具有能量。角动量由自旋角动量和轨道角动量(orbitalangularmomentum,OAM)两部分组成。轨道角动量是由于电磁场的空间相位结构,携带有不同轨道角动量的电磁波之间相互正交,轨道角动量的取值可取整数和分数,且理论上的取值范围为无限大。因此轨道角动量作为一种新的物理维度,与波长/频率、时间、振幅、相位等维度相互独立,可以作为一种新的自由度。将其与当前成熟的通信技术相结合,可以很大程度上提高通信系统的性能。因此如何更好的在通信系统中应用轨道角动量等问题成为了研究的热点。 当前常用的数字信号编码方式包括幅度键控、正交幅度调制、频移键控、相移键控等,这些编码方式分别利用了电磁波的振幅、频率和相位。涡旋光束的轨道角动量维度也可以用来信号编码,这种编码方式被称之为轨道角动量键控。在这种编码方式中,N个不同轨道角动量态的涡旋光束可以用来表示一个N进制的数字信息,使系统发送端发射的涡旋光束携带数据信息,在系统的接收端,通过对涡旋光束的检测与解码以得到传输的信息。 在OAM编码技术中,N个不同的OAM态(l1,l2,l3…lN)可以表示一个N进制数(0,1,2,…N-1),进而一次编码即具有的数字信息,相比于传统的二进制编码而言,将编码效率提升了倍,除此以外,还可以利用多个轨道角动量态叠加的复合涡旋光束来表示不同的数字信息,则编码效率最高可提升N倍。由于拓扑荷数的取值为:-∞-+∞之间的任意整数和分数,因此,基于轨道角动量的轨道角动量编码系统的信道容量在理论上可以拓展至无穷。 在轨道角动量编码技术中,虽然利用轨道角动量态之间相互正交的特性成倍的提升了编码效率,但是在接收端需要复杂的解调结构同时对空间光调制器的刷新速率要求较高,对轨道角动量编码的实际应用产生了困扰。因此需要新的技术来提高接收端的解调速度以及准确率,同时可以降低对空间光调制器的要求。此外海洋湍流信道对轨道角动量态的巨大干扰也对接收端的识别和系统的性能造成困扰,需要新的办法来减少海洋湍流的干扰以及提升系统性能。
实现思路
阅读余下40%
技术概要为部分技术内容,查看PDF获取完整资料
该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
魏京浩欧军
技术所属: 杭州电子科技大学.
相关技术
一种基于深度学习的室内可见光融合定位方法 一种基于深度学习的室内可见光融合定位方法
一种蜂窝通信流量预测方法、系统及程序产品 一种蜂窝通信流量预测方法、系统及程序产品
基于SGX的面向无线医疗传感器网络的可搜索加密方法 基于SGX的面向无线医疗传感器网络的可搜索加密方法
一种水下无线光通信的湍流模型及通信系统性能计算方法 一种水下无线光通信的湍流模型及通信系统性能计算方法
基于残余光载波的相干无源光网络载波恢复方法 基于残余光载波的相干无源光网络载波恢复方法
基于孪生网络和射频指纹的发射机认证与识别方法及系统 基于孪生网络和射频指纹的发射机认证与识别方法及系统
一种宽带频谱扫描和拼接方法及系统 一种宽带频谱扫描和拼接方法及系统
多模态环境语义辅助的工业无线系统毫米波波束预测方法 多模态环境语义辅助的工业无线系统毫米波波束预测方法
适应高海况的海上无人平台对星通信天线系统与波束成形方法 适应高海况的海上无人平台对星通信天线系统与波束成形方法
面向巨型低轨卫星星座的网络化测控数传任务调度方法 面向巨型低轨卫星星座的网络化测控数传任务调度方法
技术分类
电信、广播电视和卫星传输服务 电信、广播电视和卫星传输服务
互联网软件服务 互联网软件服务
集成电路设计 集成电路设计
信息集成数字服务 信息集成数字服务
电气机械制造 电气机械制造
计算机、通信、电子设备制造 计算机、通信、电子设备制造
医药制造、生物基材料 医药制造、生物基材料
石油煤矿化学用品加工 石油煤矿化学用品加工
化学原料制品加工 化学原料制品加工
非金属矿物加工 非金属矿物加工
金属制品加工 金属制品加工
专用设备制造 专用设备制造
通用设备制造 通用设备制造
通用零部件制造 通用零部件制造
汽车制造业 汽车制造业
铁路、船舶、航天设备制造 铁路、船舶、航天设备制造
电力、热力生产和供应 电力、热力生产和供应
燃气生产和供应 燃气生产和供应
水生产和供应 水生产和供应
房屋建筑、土木工程 房屋建筑、土木工程
交通运输、仓储和邮政 交通运输、仓储和邮政
农、林、牧、渔业 农、林、牧、渔业
采矿业 采矿业
农副、食品加工 农副、食品加工
烟草、酒水加工 烟草、酒水加工
纺织皮具居家制品 纺织皮具居家制品
文教体娱加工 文教体娱加工
苏ICP备18062519号-5 © 2018-2025 【123技术园】 版权所有,并保留所有权利