[發明專利]用于OAM和MIMO傳輸的偽多普勒接收架構

有效

• 申請號: 201980069007.X
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN112930667B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 馬萊柯·克萊姆斯
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04W8/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張潔;臧建明

本申請的系統、結構和方法涉及一種多輸入多輸出(MIMO)接收機。該MIMO接收機包括至少兩個用于接收包含疊加的多階模態的輻射的MIMO信號波束并基于所接收的MIMO信號波束生成天線元件輸出信號的接收機天線元件。接收機天線元件在空間上間隔一定距離。可變比率組合單元操作以基于高速周期性波形在天線輸出信號之間切換，該高速周期性波形模擬天線元件的單向運動以產生偽多普勒頻移。可變比率組合單元還基于該周期性波形調制天線輸出信號，以向每個MIMO模態施加分數偽多普勒頻移，并根據分數偽多普勒頻移組合調制的天線元件輸出信號以促進這些MIMO模態的分離。

技術領域

本申請總體上涉及射頻(RF)通信領域，尤其涉及旨在使用偽多普勒技術以大幅增強接收到的基于軌道角動量(OAM)的RF通信鏈路的處理保真度和準確性的系統和方法。在其他實施例中，這些系統和方法能夠用于使用偽多普勒技術輔助對基于多輸入多輸出(MIMO)的RF傳輸的處理。

背景技術

鑒于無線通信使用的激增，已經提出了關于改進用于現有無線通信系統以及用于下一代無線通信系統的服務設施的諸多提議。許多這些提議的改進需要增強多輸入多輸出(MIMO)和大規模MIMO(M-MIMO)接收機架構的能力，以及增加MIMO和M-MIMO接收機架構的實施。

為此，基于軌道角動量(OAM)的射頻(RF)信號提供額外的空間維度，即，額外的自由度，其可用于增強無線通信鏈路的容量。

然而，基于OAM的RF通信的常規實施方式已經證明在遠場距離OAM信號的有效恢復方面的某些缺陷。

發明內容

本申請的目的是提供一種軌道角動量(OAM)接收機架構和系統。所公開的系統包括至少兩個接收機天線元件，配置為接收包含疊加的k階模態的輻射的OAM信號波束并基于接收的OAM信號波束生成天線元件輸出信號，其中這些接收機天線元件沿著圓形軌跡切向定位并且在空間上間隔距離d。可變比率組合單元按時變比例組合這些天線元件輸出信號。該可變比率組合單元配置為基于頻率為F的高速周期性波形在天線元件輸出信號的各部分之間切換，該高速切換操作模擬這些天線元件的單向運動以產生偽多普勒頻移。該可變比率組合單元還基于高速周期性波形調制和時間選通這些天線元件輸出信號以向每個OAM模態施加分數偽多普勒頻移，并且根據該分數偽多普勒頻移組合所調制和時間選通的天線元件輸出信號，以促進包含信息數據符號流的OAM模態的分離。

本申請的另一個目的是提供一種用于處理接收的軌道角動量(OAM)信號的方法。所公開的方法包括由至少兩個接收機天線元件接收包含疊加的k階模態的輻射的OAM信號波束，其中K個模態中的每一個均包含單個信息數據符號流，其中這些接收機天線元件沿著圓形軌跡切向定位并且在空間上間隔距離d，半徑為R的圓形軌跡對應于所接收的OAM信號波束的覆蓋區域，從而該圓形軌跡包含沿著該圓形軌跡的圓周的漸進相位梯度信息。天線元件輸出信號基于所接收的OAM信號波束生成并且由可變比率組合單元按照時變比例組合。這些天線元件輸出信號的各部分根據頻率為F的高速周期性波形進行切換，該高速切換操作提供對接收機天線元件沿著圓形軌跡的圓周的單向運動的模擬，以產生偽多普勒頻移。這些天線元件輸出信號根據高速周期性波形進行調制和時間選通以向每個OAM模態施加不同的偽多普勒頻移。然后，所調制和時間選通的天線元件輸出信號根據分數偽多普勒頻移進行組合，以促進包含信息數據符號流的OAM模態的分離。