郑宝玉，王 磊，康 彬，王 乐

(1.南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003 2.南京邮电大学 物联网学院，江苏 南京 210003)

随着无线通信从第四代（4G）向第五代（5G）及后5G演进，需要更先进的技术以满足数据流量爆炸性增长的需求。例如，与4G相比，5G中聚合数据速率预计将提高约1 000倍［1］。为提高频谱效率，无线通信预计使用5G和B5G的新空口技术，并且采用如大规模多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）、同频同时全双工和毫米波等先进技术［1-2］。5G-NR已将大规模MIMO技术提升至无线通信网络的核心位置。大规模MIMO技术能显著提升系统的频谱效率，获得巨大的空间分集并实现简单结构的发送机/接收机［3］。结合毫米波MIMO的同频同时全双工技术有望将频谱效率提高一倍，预计将在未来无线通信网络上集成［4］。然而，在过去的几十年里，正交资源如频率、时间和空间等均已被广泛开发利用，目前，采用时分多址、频分多址等传统接入技术增加容量或支持更多用户变得越来越困难。

事实上，到目前为止，无线通信均是建立在平面电磁波上。然而，电磁波不仅具有线性动量，而且还具有角动量，其中，角动量包括自旋角动量（Spin Angular Momentum，SAM）和轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）。OAM作为一种具有螺旋相位的波阵面，已经引起了学术界的广泛关注［5］。OAM具有大量的拓扑电荷，即OAM模式，不同OAM模式的波束相互正交，多个OAM模式可实现复用/解复用，从而可以在不依赖时间和频率等传统无线资源的情况下显著提升系统容量，如图1所示。OAM这一特性为显著提高频谱利用率开辟了一条新途径，有望在未来无线通信网络中得到应用。……