利用轨道角动量光束复用实现飞行无人机 80 Gbit/s 100 m 自由空间光数据传输链路
光学
2017-08-10 v1
摘要
我们探索利用轨道角动量（OAM）复用来提高向移动平台进行自由空间数据传输的容量，并具有降低数据被截获概率的潜在附加优势。具体而言，我们实验演示并评估了地面站与移动无人机（UAV）之间 OAM 复用的自由空间光（FSO）通信链路的性能。通过复用 2 束 OAM 光束，每束承载 40 Gbit/s 的正交相移键控（QPSK）信号，我们在长达 100 m 的往返链路中实现了 80 Gbit/s 的总容量。此外，我们研究了在静态、悬停和移动条件下信道损伤的影响，包括：跟踪误差、螺旋桨诱导气流、功率损耗、模间串扰和系统误码率（BER）。我们发现：(a) 当无人机在空中悬停时，目标模式上的功率波动为 2.1 dB，而其他模式的串扰低于目标模式功率 -19 dB；(b) 当无人机在空中移动时，目标模式上的功率波动增加至 4.3 dB，其他模式的串扰增加至 -10 dB。此外，信道串扰随着 OAM 模间距的增加而减小。
引用
@article{arxiv.1708.02923,
title = {80-Gbit/s 100-m Free-Space Optical Data Transmission Link via a Flying UAV Using Multiplexing of Orbital-Angular-Momentum Beams},
author = {Long Li and Runzhou Zhang and Zhe Zhao and Guodong Xie and Peicheng Liao and Kai Pang and Haoqian Song and Cong Liu and Yongxiong Ren and Guillaume Labroille and Pu Jian and Dmitry Starodubov and Robert Bock and Moshe Tur and Alan E. Willner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.02923},
year = {2017}
}
备注
11 pages of text and 6 figures for the main text, and 2 pages of text and 5 figures for the Supplementary Materials