提高无线通信系统容量的轨道角动量（OAM）技术是怎样的？

为了满足无线通信对带宽需求的不断增长，在有限的频谱资源下，人们绞尽脑汁想提高无线通信容量。拿出著名的香农定理分析，通信系统的容量C一般用以下等式表示：

C = N • B • log (1 + SNR )

其中N表示复用通道数，B表示信号带宽，SNR表示信噪比。

因此，我们提高无线传输容量就可以概括为三种方法：

其中：

• 增加空间复用级别：通过使用频率或空间自由度来提高信道容量，以实现更高的空间复用性（增加N）；
• 拓展传输带宽：通过扩大每个通道的信号带宽B来提高符号率；
• 增加调制等级：通过降低系统中的噪声和/或增加信号功率，或通过采用比二进制调制更有效的数字调制技术，例如正交幅度调制QAM来提高SNR。

但是通过增加每通道信号带宽提高符号率，假设我们使用单信道PM-QPSK，并采用最新的数字信号处理（DSP以及模数/数模转换器（ADC/DAC）电路，也需要大概300Baud，这在目前是无法实现的。

而采用增加调制等级这一方法来说，提高调制级别貌似也到达了极限，比如说我们要想达到2倍于QAM1024的容量，必须使用进行100万次QAM调制，达到一次传输20比特信息，实现难度太大了。如下图为当前及后续预估可达到的手段。

因此，当前硬件工艺水平下，我们还能在哪方面作文章呢？如何在频谱资源有限的情况下，提高频谱效率？

下面我们就来介绍一种基于空间复用技术，即通过多个空间独立的电磁波并行发送和接收多个数据流的信号复用方法：OAM轨道角动量。

首先我们来看一看OAM是什么？

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