基于轨道角动量的无线通信容量理论与信号处理技术

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61371094
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    90.0万
  • 负责人：
    张朝阳
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    F0103.通信理论与系统
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The Orbital Angular Momentum (OAM) is an important physical quantity reflecting the spatial structural characteristics of an electromagnetic wave with helicoidal phase rotation.The OAM-carrying EM wave has a corkscrew-like phase front and vortex-like spatial strength distribution, which is thereby endowed with a new physical dimension, i.e., the rotational EM degree of freedom. Such dimension provides a potentially effective new way in carrying and transferring information. Due to its fascinating feature that there are potentially infinite number of orthogonal OAM states of a single EM wave, large capacity of information transmission my be possible in the future by properly exploiting the OAM. This is extremely significant to the area of wireless communications which have been facing a sersious resource scarcity and calling for new boost of innovation. In our proposal, we aims to explore the new features of OAM, and try to study the mechanism of OAM Multiplexing and to evaluate its potential capacity performance. We will also investigate the possible tradeoff between the OAM multiplexing and topological diversity. After that, we will focus on the key technologies related with the generation, modulation, sampling and detection of OAM signals, in order to provide design references or design guidelines for the application of OAM in future wireless communications.
轨道角动量（OAM）反映了电磁波与绕动相关的空间结构化特性，其螺锥状的空间相位波前和涡旋状的空间强度分布特性，赋予电磁波一种新的自由度- - 旋转自由度（Rotational EM Degree of Freedom）。这为无线电通信带来新的携带和传递信息的方式。由于OAM理论上具有无穷多个正交的特征态，从而利用OAM进行大容量信息传输将成为可能，这对于资源极度匮乏、技术亟待革新的无线通信具有重大的意义。本项目拟进一步深入了解和探索无线OAM复用传输机理，分析其潜在的容量性能，探讨OAM分集复用折中问题，并重点研究与无线OAM生成、调制、采样和检测相关的信号处理技术，为OAM在未来无线通信中的应用提供必要的理论支撑和合理的技术方案。

结项摘要

轨道角动量（OAM）反映了电磁波与绕动相关的空间结构化特性，其具有螺锥状的空间相位波前和涡旋状的空间强度分布特性。理论上，OAM具有无穷多个正交的特征态，从而利用OAM进行大容量信息传输将成为可能，这对于资源极度匮乏、技术亟待革新的无线通信具有重大的意义；同时，OAM具有特殊的空间结构，相对于平面波具有更好的空间分辨力，这对于未来无线定位成像和雷达等应用也具有重要意义。本项目主要探索无线OAM复用传输机理，分析其潜在的容量性能，并重点研究与无线OAM生成、调制、采样和检测相关的信号处理技术，为OAM在未来无线通信和雷达中的应用提供理论支撑和技术思路。. 本项目在无线OAM生成、调制、复用、接收和检测相关理论和技术等方面展开了深入的研究，重点突破了OAM复用传输机理和新型无线OAM传输机制，取得了若干有意义的成果。具体如下：. 1）研究了采用阵列方式产生OAM的机理，基于电磁传播理论分析并验证了不同天线单元和阵列构型产生OAM信号的可行性和空间特性；. 2）深入研究和探索了无线OAM的信道传输特性和复用传输机理，全面比较了OAM与传统MIMO在实际环境和特定接收机制下的性能；. 3）重点研究了OAM与MIMO相结合所形成的OAM-MIMO联合复用传输系统及其容量性能，获得了OAM-MIMO联合复用并不总能提高系统容量的重要结论，同时给出了OAM-MIMO优于传统MIMO的基本条件。. 4）首次利用OAM模式间的正交性，提出了基于OAM的新型同时同频全双工无线传输体制及其最佳收发OAM模式选择（分配）方案；. 5）研究和探索了OAM模式检测方案以及OAM二维雷达定位成像的相关原理，提高了雷达定位成像的精度。. .项目成果为OAM在未来无线通信和雷达中的应用提供了一定的理论支撑和初步的技术思路。在项目支持下，在IEEE主要期刊和国际会议上发表论文38篇，其中SCI论文19篇，有关OAM-MIMO联合复用传输机制和容量分析的国际会议论文获得了IEEE WCSP 2017最佳论文奖），申请发明专利8项，达到了预期成果目标。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（19）
专利数量（6）
Enhancing Wireless Information and Power Transfer by Exploiting Multi-Antenna Techniques
利用多天线技术增强无线信息和电力传输
  • DOI：
    10.1109/mcom.2015.7081086
  • 发表时间：
    2015-04-01
  • 期刊：
    IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Chen, Xiaoming;Zhang, Zhaoyang;Zhang, Huazi
  • 通讯作者：
    Zhang, Huazi
Interference coordination in full-duplex HetNet with large-scale antenna arrays
大规模天线阵列全双工 HetNet 中的干扰协调
  • DOI：
    10.1631/fitee.1700047
  • 发表时间：
    2017-05
  • 期刊：
    Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Zhang Zhao-yang;Lyu Wei
  • 通讯作者：
    Lyu Wei
Performance of Rayleigh-Product MIMO Channels with Linear Receivers
具有线性接收器的瑞利积 MIMO 通道的性能
  • DOI：
    10.1109/twc.2014.031314.131478
  • 发表时间：
    2014-04-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Zhong, Caijun;Ratnarajah, T.;Sellathurai, Mathini
  • 通讯作者：
    Sellathurai, Mathini
A Low Complexity Encoding Algorithm for Systematic Polar Codes
一种低复杂度的系统Polar码编码算法
  • DOI：
    10.1109/lcomm.2016.2560169
  • 发表时间：
    2016-04
  • 期刊：
    IEEE COMMUNICATIONS LETTERS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chen Guo Tai;Zhang Zhaoyang;Zhong Caijun;Zhang Liang
  • 通讯作者：
    Zhang Liang
Low Cost Pre-Coder Design for MIMO AF Two-Way Relay Channel
MIMO AF 双向中继通道的低成本预编码器设计
  • DOI：
    10.1109/lsp.2014.2375276
  • 发表时间：
    2015-09
  • 期刊：
    IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Zhang Yu;Ping Li;Zhang Zhaoyang
  • 通讯作者：
    Zhang Zhaoyang

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

磁控溅射制备氮化钽导电薄膜及其性能研究
  • DOI：
    10.14106/j.cnki.1001-2028.2018.08.007
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    电子元件与材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁军生;陈亮;王金鹏;张朝阳;王大志
  • 通讯作者：
    王大志
纳米C-S-H对水泥水化、硬化浆体孔结构及混凝土强度的影响
  • DOI：
    10.14062/j.issn.0454-5648.2019.05.01
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    硅酸盐学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张朝阳;蔡熠;孔祥明;郝挺宇
  • 通讯作者：
    郝挺宇
数据驱动的机床等待过程节能方法研究
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1004-132x.2020.12.013
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国机械工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张朝阳;吉卫喜
  • 通讯作者：
    吉卫喜
石墨烯衍生材料在忆阻器中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    材料导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    康越;楚增勇;张东玖;张朝阳
  • 通讯作者：
    张朝阳
超高速连铸结晶器内坯壳的传热行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    连铸
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张路平;刘增勋;肖鹏程;张朝阳;朱立光
  • 通讯作者：
    朱立光

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

张朝阳的其他基金

大规模移动边缘网络智能协同感知-接入-处理理论与方法
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    258 万元
  • 项目类别：
离散谱聚合与谱廓受限的传输理论与技术的研究
  • 批准号：
    60972057
  • 批准年份：
    2009
  • 资助金额：
    36.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
基于无线Mesh网络的新型接入理论与技术的研究
  • 批准号：
    60572115
  • 批准年份：
    2005
  • 资助金额：
    25.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
多接入条件下突发模式传输理论与技术的研究
  • 批准号：
    60002003
  • 批准年份：
    2000
  • 资助金额：
    17.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码