궤도 각운동량(Orbital angular momentum, OAM) 통신은 자유공간 광통신(free-space optical, FSO) 시스템에서 데이터 전송 효율과 전체 시스템 성능을 유의미하게 향상시키는 유망한 기술로 부상하고 있다. 그러나 OAM의 성능은 대기 난류(atmospheric turbulence, AT)에 의해 심각한 영향을 받으며, 이로 인해 신호 감쇠, 크로스토크, 그리고 시스템 용량 및 비트 오류율(bit error rate, BER)의 저하가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 다양한 AT 조건 하에서 OAM 다중화와 인덱스 변조를 이용한 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing with index modulation, OFDM-IM)를 결합한 새로운 접근 방식을 제안한다. 또한 효율적인 신호 검출을 위해 저복잡도 로그우도비(log-likelihood ratio, LLR) 검출기를 사용한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 시스템이 다양한 난류 구간과 OAM 모드 전반에서 BER과 용량 측면에서 기존의 OAM-MIMO보다 우수함을 보여준다. 제안된 시스템은 전파 거리, 활성 인덱스, 사용자 수를 포함한 다양한 파라미터를 사용하여 평가되었다. 그 결과는 본 논문에서 제안한 시스템이 난류에 대한 회복탄력성과 공간 다중화를 효과적으로 균형 있게 제공함으로써, 도전적인 FSO 환경에서도 지속적인 용량을 확보할 수 있음을 시사한다.

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