基于最大似然检测的自由空间轨道角动量复用光通信研究

基于最大似然检测的自由空间轨道角动量复用光通信研究基于最大似然检测的自由空间轨道角动量复用光通信研究摘要：自由空间光通信作为一种高速、高容量的通信方式，在现代通信领域中得到了广泛的应用。然而，频谱资源

基于最大似然检测的自由空间轨道角动量复用光通信研究 基于最大似然检测的自由空间轨道角动量复用光通信研究 摘要： 自由空间光通信作为一种高速、高容量的通信方式，在现代通信领域中得到了广泛的 应用。然而，频谱资源有限，常常成为制约其进一步发展的关键因素。为了提高频谱 效率，复用技术成为了一种重要的解决方案。本文以自由空间光通信中常用的角动量 复用技术为研究对象，采用最大似然检测方法，对接收信号进行解调和检测，从而实 现了有效的角动量复用光通信。通过实验结果验证，该方法能够显著提高频谱效率， 并具有较高的传输性能。 一、引言： 自由空间光通信作为一种无线光连接技术，在通信速率和传输距离方面具有巨大优 势。然而，由于频谱资源有限，传统的一对一通信方式难以满足大容量高速传输的需 求。因此，如何提高频谱效率成为了研究的焦点。角动量复用技术被广泛运用于自由 空间光通信中，能够提高频谱效率，实现多用户间的复用通信。本文以最大似然检测 为基础，研究了自由空间轨道角动量复用光通信的实现方法。 二、角动量复用光通信原理： 角动量复用光通信是利用光束的自旋和轨道角动量，在横向和纵向两个维度上自由调 节光信号，实现多用户间的复用通信。其中，轨道角动量作为一种新颖的传输模式， 具有无穷的状态，能够提供更高的传输速率。通过调整不同的角动量状态，可以实现 光信号的识别和解调。 三、最大似然检测方法： 最大似然估计是一种常用的参数估计方法，在无线通信中得到了广泛的应用。在角动 量复用光通信中，利用最大似然检测方法，可以实现对接收信号的精确解调和检测。 具体实现步骤如下： 1.接收信号预处理：对接收的光信号进行预处理，包括信号增强和噪声抑制等过程。 2.似然函数计算：根据接收信号的统计特性，构建似然函数。似然函数描述了在不同 角动量状态下接收信号的概率分布。 3.似然函数最大化：通过最大化似然函数，计算出接收信号最可能的角动量状态。