[发明专利]使用轨道角动量与多层叠加调制进行通信的系统和方法

权利要求书

1.一种通信系统，包括：

发射机，其用于通过光通信链路发射包括多个输入数据流的光信号，所述发射机进一步包括：

第一信号处理电路，其用于处理所述多个输入数据流中的每一个，以产生针对所述多个输入数据流中的每一个的多个并行数据流对，所述多个并行数据流对包括同相流(I)和正交相位流(Q)，并且使用在不同信号宽度处的至少三个相互正交函数中的所选择的一个函数和所述多个并行数据流对中的每一个来分别调制所述多个并行数据流对中的每一个，以产生多个数据信号，其中所述多个数据信号中的每一个数据信号与所述多个并行数据流对中的一个相关联，以及通过将第一数据层中的所述多个数据信号中的至少一个第一数据信号与第二数据层中的所述多个数据信号中的至少一个第二数据信号叠加来生成多个复合数据流；和

第二信号处理电路，其用于处理所述多个复合数据流以将海曼多项式与所述多个复合数据流中的每一个相关联，从而使所述多个复合数据流中的每一个在所述光通信链路的波长上彼此相互正交，以使得在所述波长上能够同时传输所述多个复合数据流中的每一个。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述光通信链路进一步包括光纤通信链路。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其中所述光纤通信链路包括多模光纤。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述光通信链路进一步包括自由空间光学通信链路。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述光通信链路进一步包括RF通信链路。

6.根据权利要求1所述的通信系统，还包括用于选择加密密钥的第三信号处理电路，所述加密密钥使用量子密钥分配在所述光通信链路上进行传输。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述至少三个相互正交函数包括多个时限和带限函数。

8.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述至少三个相互正交函数包括多个修正的海曼多项式、雅克比多项式、盖根堡多项式、勒让德多项式、切比雪夫多项式和拉盖尔函数中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述至少三个相互正交函数包括多个矩形、圆柱形和球形函数中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的通信系统，还包括接收机，其用于在所述光通信链路上接收所述波长上的多个复合数据流，所述接收机进一步包括：

信号分离器，其用于将具有由所述第二信号处理电路施加到其上的海曼多项式的所述多个复合数据流中的每一个彼此分离；

第三信号处理电路，其用于从所述多个复合数据流中的每一个移除由所述第二信号处理电路施加到其上的海曼多项式；

第四信号处理电路，其用于将所述多个复合数据流解调为所述多个输入数据流。