[發明專利]基于時間調制陣列的多用戶渦旋場通信系統

在審

• 申請號: 201910877312.3
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110620746A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 賀沖;劉易清;陳靖峰;金榮洪;梁仙靈;朱衛仁;耿軍平;倪剛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 31236 上海漢聲知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種基于時間調制陣列的多用戶渦旋場通信系統，包括：發射端：采用周期性時間調制的方法將多用戶的信號調制到不同的渦旋場模式上進行傳輸，且各用戶的信號具有相同的載波頻率；接收端：采用周期性時間調制的方法將不同的渦旋場模式上的信號調制到不同的載頻上。本發明利用單射頻通道即可實現多模態渦旋波通信信號的發射和接收。與現有的利用旋轉相位板、相控陣等實現渦旋波多用戶通信的系統相比，具有較低的系統復雜度及成本。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體地，涉及一種基于時間調制陣列的多用戶渦旋場通信系統。

背景技術

隨著4G以及5G移動通信技術的發展，頻譜資源變得原來越珍貴。在移動通信系統中，用戶希望利用有限的頻譜資源，傳輸盡可能多的信息，或者在特定的頻帶內傳輸盡可能多的用戶的信息。因此，如何提高有限頻率資源的利用效率，成為現代移動通信技術的關鍵技術之一。研究多用戶信號的同頻傳輸技術，具有迫切的需求和現實的意義。

傳統上，利用相同載頻傳輸不同用戶信號的方法主要有三種多址技術。一是時分多址，即在不同的時段利用相同的載頻傳輸不同用戶的信息；二是碼分多址技術，即將不同用戶的信號用特定的正交碼系調制后，再進行同頻傳輸，在接收端用不同的正交碼區分不同用戶的信號；三是空分多址技術，即將位于空間不同方位的用戶的信號調制到相同的載頻上，在接收端利用天線的空間選擇性將不同用戶的信號區分開來。

電磁渦旋場是帶有軌道角動量的電磁波，其根據渦旋結構的不同具有不同的模式。平面電磁波可以看作是電磁渦旋場的特例。利用不同的渦旋模式并行傳輸用戶信息成為近年來國際上的研究熱點，并被看作是5G移動通信的候選技術之一。

專利文獻CN108923130A公開了一種基于超表面的渦旋場反射面天線，主要解決現有渦旋場反射面天線焦距大，天線整體所占空間大，相位補償誤差大的問題。其包括載體、主反射鏡、饋源和支撐結構，其中，載體采用凹面結構，主反射鏡為凹面結構，且與載體共形，主反射鏡的焦距小于載體的幾何焦距，用于實現短焦效果，該主反射鏡包括主介質層、主反射層和主相位調控層，主相位調控層由多個均勻排布，并按螺旋狀整體分布的主金屬環微結構組成，用于產生渦旋電磁波，支撐結構用于固定饋源。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于時間調制陣列的多用戶渦旋場通信系統。

根據本發明提供的一種基于時間調制陣列的多用戶渦旋場通信系統，包括：

發射端：采用周期性時間調制的方法將多用戶的信號調制到不同的渦旋場模式上進行傳輸，且各用戶的信號具有相同的載波頻率；

接收端：采用周期性時間調制的方法將接收到的多用戶的信號進行時間調制并區分開。

優選地，所述發射端包括依次連接的：可編程邏輯器件1、數模轉換器2、中頻驅動放大器3、上混頻器4、單刀多擲射頻開關6、射頻帶通濾波器7以及天線陣列8；

射頻帶通濾波器7與天線陣列8一一相連，上混頻器4還與射頻本振5連接。

優選地，所述天線陣列8包括均勻圓形天線陣列。

優選地，采用開關網絡替換所述單刀多擲射頻開關6。

優選地，采用ASIC器件替換所述可編程邏輯器件1。

優選地，所述發射端預先將各用戶的信號調制在不同的中頻載波上，或利用不同的射頻本振將不同用戶的信號調制到不同的中頻載波上。

優選地，所述接收端包括依次連接的：天線陣列9、射頻帶通濾波器10、單刀多擲射頻開關11、下混頻器12、中頻驅動放大器14、模數轉換器15和可編程邏輯器件16；

天線陣列9與射頻帶通濾波器10一一相連，下混頻器12還與射頻本振13連接。