利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2017107905821
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-12
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.基于高斯贝塞尔-轨道角动量的光通信编解码方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,在发送端,使用M种轨道角动量态L的叠加模式为:

其中,L为发送的叠加态,ai为叠加系数, 为li阶第一类贝塞尔函数,li为轨道角动量模式拓扑荷,β为波矢的横向分量,r为高斯贝塞尔光束半径,t为虚数单位,θ为传播方位角,w0为角频率;

步骤2,对于M种轨道角动量模式拓扑荷li,根据每种li的发送与否决定叠加系数ai:若发送li则ai为1,若不发送li则ai为0;将各个ai进行组合,得到由a1,a2,…,aM组合的2M种发送方式,将每种发送方式用一数列表示,得到数列为 将每个数列Aa(a=1,2,…,

2M)编码成一个相对应的十进制数字a,完成编码,并将编码所对应的M种轨道角动量模式拓扑荷的叠加态经信道发送出去;

步骤3,在接收端,依次加载轨道角动量模式为l'm=-li的螺旋相位,对接收的叠加态进行逐一探测,i=1,…,M,m=1,…,M;当l'm=-li时,中心若为亮点,则ai=1,若为暗斑,则ai=0;

步骤4,根据探测结果a1,a2,…,aM,还原出发送的叠加态,即可得到对应的编码值,完成解码。

2.根据权利要求1所述基于高斯贝塞尔-轨道角动量的光通信编解码方法,其特征在于,步骤3所述接收端,在考虑传输过程中受到衍射的影响,接收到的叠加模式为:其中,L'(ρ,φ,Z)为接收的叠加态,wr=2Z/kw0,ρr=krZ/k,ai为叠加系数,t为虚数单位,k为波数,Z为传输距离,λ为波长,ρ为二维坐标下的径向半径,w0为角频率,kr为径向的波数,Ili为li阶第一类修正贝塞尔函数,li为轨道角动量模式拓扑荷,φ为二维坐标下的角度。

3.根据权利要求1所述基于高斯贝塞尔-轨道角动量的光通信编解码方法,其特征在于,步骤3所述探测结果公式如下:其中,am为探测结果,t为虚数单位,k为波数,Z为传输距离,λ为波长,wr=2Z/kw0,w0为角频率,ρr=krZ/k,kr为径向的波数,ρ为二维坐标下的径向半径,Ilm为lm阶第一类修正贝塞尔函数,i=1,…,M,m=1,…,M。

4.根据权利要求1所述基于高斯贝塞尔-轨道角动量的光通信编解码方法,其特征在于,步骤1所述M种轨道角动量态L的叠加模式,每种叠加模式携带的信息量为:其中,H(X)为信息熵,P(Aa)为组合Aa的概率,M为叠加态中包含的轨道角动量模式拓扑荷数。

5.根据权利要求4所述基于高斯贝塞尔-轨道角动量的光通信编解码方法,其特征在于,所述组合Aa的概率为等概时,即 H(X)取得最大值为M比特,M为叠加态中包含的轨道角动量模式拓扑荷数。