[发明专利]一种射频涡旋波前优化装置及方法

摘要

本发明涉及一种射频涡旋波前优化装置及方法，其中，所述优化装置包括：一发射端模块以及一接收端模块，其中，所述发射端模块包括：N个分别连接在所述数字域轨道角动量多模态复用模块与2N个DAC模块之间的第一加权单元，以及一与所述N个第一加权单元连接的发射端权值计算单元；所述接收端模块包括：N个分别连接在所述2N个ADC模块与数字域轨道角动量解调及解复用模块之间的第二加权单元，以及一与所述N个第二加权单元连接的接收端权值计算单元。本发明实现了对射频涡旋电磁波的波前相位优化，显著提高了OAM各个模态之间的正交性，极大的提升OAM模态复用数目以及通信频谱效率。

主权项

1.一种射频涡旋波前优化装置，其应用在一具有一发射装置以及一接收装置的多模态轨道角动量复用通信系统中，所述发射装置包括：一数字域轨道角动量多模态复用模块、2N个DAC模块以及一含有N个阵元的圆环阵列发射天线，所述接收装置包括：一数字域轨道角动量解调及解复用模块、2N个ADC模块以及一含有N个阵元的圆环阵列接收天线，其特征在于，所述优化装置包括：一发射端模块以及一接收端模块，其中，所述发射端模块包括：N个分别连接在所述数字域轨道角动量多模态复用模块与2N个DAC模块之间的第一加权单元，以及一与所述N个第一加权单元连接的发射端权值计算单元，其中，每个所述第一加权单元与每两个所述DAC模块连接；所述接收端模块包括：N个分别连接在所述2N个ADC模块与数字域轨道角动量解调及解复用模块之间的第二加权单元，以及一与所述N个第二加权单元连接的接收端权值计算单元，其中，每个所述第二加权单元与每两个ADC模块连接；其中，所述发射端权值计算单元配置为：根据所述圆环阵列发射天线与圆环阵列接收天线之间的无线信道，计算获得发射端小尺度衰落矩阵并对该发射端小尺度衰落矩阵中的所有元素进行排序，以生成发射端最大偏移量序列A，然后根据所述发射端小尺度衰落矩阵和发射端最大偏移量序列A，计算获得发射端全覆盖消偏序列A_2N，最后根据所述发射端小尺度衰落矩阵和发射端全覆盖消偏序列A_2N，计算获得N个发射端优化权值ρ₁、ρ₂、……ρ_N；所述N个第一加权单元配置为：分别将所述数字域轨道角动量多模态复用模块提供的N路并行的复用激励符号流与所述N个发射端优化权值ρ1、ρ2、……ρN一一对应地相乘后输出至对应的所述DAC模块；所述接收端权值计算单元配置为：根据所述圆环阵列发射天线与圆环阵列接收天线之间的无线信道，计算获得接收端小尺度衰落矩阵并对该接收端小尺度衰落矩阵中的所有元素进行排序，以生成接收端最大偏移量序列B，然后根据所述接收端小尺度衰落矩阵和接收端最大偏移量序列B，计算获得接收端全覆盖消偏序列B_2N，最后根据所述接收端小尺度衰落矩阵和接收端全覆盖消偏序列B_2N，计算获得N个接收端优化权值σ₁、σ₂、……σ_N；所述N个第二加权单元配置为：分别将所述2N个ADC模块提供的N路并行的接收复用符号流与所述N个接收端优化权值σ1、σ2、……σN一一对应地相乘后输出至所述数字域轨道角动量解调及解复用模块。