多输入多输出（MIMO）系统是无线通信领域一项重要的技术，它通过在发送端和接收端使用多个天线来增加无线信道的容量和可靠性。传统的MIMO系统利用空间复用来实现数据传输率的提升，但是随着无线通信技术的发展和无线频谱资源日益紧张，传统的MIMO系统面临着性能提升的瓶颈。
为了克服这一瓶颈，基于轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）的MIMO系统应运而生。轨道角动量是一种电磁波相位分布的特性，它可以为每个OAM模式提供一个正交的传输通道。由于OAM模式具有无限的正交性，理论上可以提供无限的数据传输通道而不会增加接收端的计算复杂性。因此，基于OAM的通信技术在提高无线通信系统容量方面受到了广泛关注。
平面螺旋轨道角动量（PSOAM）是一种特殊的OAM模式，它通过螺旋相位面的构造来避免传统OAM波束中的中心强度暗区和发散不一致性问题。PSOAM-MIMO系统就是将PSOAM模式应用于MIMO系统，使用独立的PSOAM天线作为发射均匀线阵（ULA）的元素。这种系统能够在不同的传输场景，包括直线视线（Line-of-Sight，LoS）和非直线视线（Non-Line-of-Sight，NLoS）信道中，对容量特性进行分析。
在LoS和NLoS信道中，PSOAM-MIMO系统的容量增益相对于传统MIMO系统是存在的，但是这一增益受到发射OAM模式的一些标准限制。在NLoS信道中，考虑反射和散射效应时，PSOAM-MIMO系统的容量增益主要由直接路径决定，与LoS信道相比容量会有所减少。然而，由于多径效应的存在，PSOAM-MIMO系统的绝对容量会增加，从而导致其性能不会比传统MIMO系统差。
PSOAM-MIMO系统容量增益的机制也被阐述清楚。由于每个OAM模式具有不同的相位分布，除了正交性外，OAM波的多样性也可以被利用。因此，将OAM与MIMO技术结合，构建的PSOAM-MIMO系统能够提供一种高效的方案来实现最大容量增益，而不需要在接收端增加计算复杂性。
PSOAM-MIMO系统通过独立的PSOAM天线和N个一般接收天线组合成均匀线阵（ULA），研究了不同OAM模式下的系统容量特性。通过使用PSOAM波，可以避免传统OAM波中的中心强度暗区和发散一致性问题。PSOAM-MIMO系统的研究，为无线通信技术领域提供了新的思路，促进了无线通信技术的发展和创新。
PSOAM-MIMO系统的研究成果，对于无线通信技术的研究人员和工程师来说，具有重要的参考价值。这一技术在增加无线通信系统的容量和提高数据传输速率方面具有潜在的应用前景。不过，由于PSOAM-MIMO系统在实际应用中可能会受到传播环境的影响，未来的研究可以考虑如何在不同环境和条件下优化PSOAM-MIMO系统的性能，以适应复杂多变的无线通信环境。
