电子学报 ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (11): 2305-2314.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2015.11.025

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轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述

孙学宏1,2,3, 李强2,3, 庞丹旭2,3, 曾志民1   

  1. 1. 北京邮电大学信息与通信工程学院, 北京 100876;
    2. 宁夏沙漠信息智能感知重点实验室, 宁夏 银川 750021;
    3. 宁夏大学物理电气信息学院, 宁夏 银川 750021
  • 收稿日期:2015-01-28 修回日期:2015-04-27 出版日期:2015-11-25 发布日期:2015-11-25
  • 作者简介:孙学宏 男,1974年生于宁夏灵武市.北京邮电大学信息与通信工程学院博士研究生.宁夏大学物理电气信息学院副教授,硕士生导师.研究方向为新一代宽带无线通信技术与网络.E-mail:sunxh@bupt.edu.cn;庞丹旭 男,1992年生于陕西咸阳.宁夏大学物理电气信息学院硕士研究生.研究方向为宽带无线通信技术与网络;李强 男,1989年生于山东临沂.宁夏大学物理电气信息学院硕士研究生.研究方向为宽带无线通信技术;曾志民 男,1956年生于北京市,北京邮电大学下一代通信系统理论与技术研究室主任、责任教授、博士、博士生导师.研究方向新一代宽带无线通信技术与网络.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.61461044,61271177);宁夏自然基金(No.NZ14045);宁夏高等学校科学技术研究项目(No.NGY2014051)

New Research Progress of the Orbital Angular Momentum Technology in Wireless Communication:A Survey

SUN Xue-hong1,2,3, LI Qiang2,3, PANG Dan-xu2,3, ZENG Zhi-min1   

  1. 1. School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China;
    2. Key Laboratory of Intelligent Sensing for Desert Information, Yinchuan, Ningxia 750021, China;
    3. School of Physics Electrical Engineering, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China
  • Received:2015-01-28 Revised:2015-04-27 Online:2015-11-25 Published:2015-11-25

摘要:

随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道角动量在相关领域的研究进展,并对轨道角动量产生的关键技术进行深入分析,以及对现有的轨道角动量接收方法进行梳理总结;最后在目前已有研究的基础上,展望并提出了未来轨道角动量在无线通信研究及应用中需要重点解决和关注的一些突出问题,包括携带轨道角动量涡旋电磁波的产生,不同模态轨道角动量电磁波相互干扰的抑制,轨道角动量模态的编码方式以及不同模态涡旋电磁波的分离与检测等方面.

关键词: 涡旋电磁波, 轨道角动量, 无线通信, 频谱效率, 无线数据编码, 抗干扰

Abstract:

With the rapid development of wireless communication technology,spectrum efficiency and system capacity has been close to the Shannon limit.As a new technology,the orbital angular momentum(OAM) has attractive properties of high spectrum utilization and anti-interference,arousing widespread concerns of domestic and foreign academics.Firstly,this paper reviews the application of OAM and the basic principle of wireless communication system.Then,it puts emphasis on the research progress of OAM in the related fields,mainly on the in-depth analysis for key technologies of generating OAM and the summary in existing method for receiving OAM.Finally,it looks into the future and proposes some prominent issues to be solved and focused on wireless communication research and application of OAM,including generation and reception of electromagnetic vortex waves carrying OAM,the suppression of the mutual interference of the OAM electromagnetic vortex waves in different modes,coding of OAM and the separation and detection of vortex waves carrying OAM in different modes and so on.

Key words: electromagnetic vortex waves, orbital angular momentum, wireless communication, spectrum efficiency, wireless data encoding, anti-interference

中图分类号: