[發(fā)明專利]多模渦旋波正交化自適應傳輸方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010601598.5
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111698183B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 趙宇;周斌;于偉;卜智勇
• 申請（專利權）人: 上海瀚訊信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;G06F17/16
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種多模渦旋波正交化自適應傳輸方法，其特征在于，包括：

步驟S0：在多模態(tài)軌道角動量復用通信系統(tǒng)的發(fā)射裝置和接收裝置之間建立雙向的軌道角動量復用通信鏈路；

步驟S1：在發(fā)射裝置上獲取信道矩陣H_OAM和通信需求T；

步驟S2：對所述信道矩陣H_OAM求逆來獲取預均衡矩陣

步驟S3：分析優(yōu)化目標R，構造滿足優(yōu)化目標R的等效循環(huán)矩陣H_CIR；

在所述步驟S3中，所述優(yōu)化目標R包括增加數(shù)據(jù)復用路數(shù)、逼近信道容量、和提升信息安全中的一種；

若優(yōu)化目標R表示增加數(shù)據(jù)復用路數(shù)，則等效循環(huán)矩陣H_CIR直接構造為原始的無畸變大尺度衰落矩陣H_PL；

若優(yōu)化目標R表示逼近信道容量，等效循環(huán)矩陣H_CIR的構造方法包括：

步驟S31：對所述信道矩陣H_OAM做SVD分解，分解為H_OAM＝U∑_OAMV^H，其中，U和V^H是分解出來的左右酉矩陣，∑_OAM為奇異值對角陣；

步驟S32：利用奇異值對角陣∑_OAM和公式H_C＝F∑_OAMF^H構造循環(huán)矩陣H_C，則等效循環(huán)矩陣H_CIR為構造的循環(huán)矩陣H_C，F(xiàn)是DFT矩陣，上標H表示共軛轉(zhuǎn)置；

若R表示提升信息安全，則等效循環(huán)矩陣H_CIR的構造方法包括：

步驟S31’：對所述信道矩陣H_OAM做SVD分解，分解為H_OAM＝U∑_OAMV^H，U和V^H是分解出來的左右酉矩陣，∑_OAM為奇異值對角陣，并獲取所述信道矩陣H_OAM的奇異值矩陣∑_OAM的所有對角元素v₁...v_m；

步驟S32’：根據(jù)公式解出等增益信道系數(shù)p，令對應于m個子信道的m個對角元素都為p，構造出對角陣∑_S；

步驟S33’：利用公式H_S＝F∑_SF^H構造循環(huán)矩陣H_S，則等效循環(huán)矩陣H_CIR為構造的循環(huán)矩陣H_S，F(xiàn)是DFT矩陣，上標H表示共軛轉(zhuǎn)置；

步驟S4：根據(jù)預均衡矩陣和等效循環(huán)矩陣H_CIR構造正交化矩陣H_PC；

步驟S5：利用正交化矩陣H_PC對軌道角動量復用數(shù)據(jù)s進行加權，以實現(xiàn)軌道角動量信號預處理。

2.根據(jù)權利要求1所述的多模渦旋波正交化自適應傳輸方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述發(fā)射裝置從反向的通信鏈路中獲取信道矩陣H_OAM和通信需求T。

3.根據(jù)權利要求1所述的多模渦旋波正交化自適應傳輸方法，其特征在于，所述步驟S0還包括：依次采用所述發(fā)射裝置的M個比特級處理模塊(101)、M個星座映射模塊(102)、M個軌道角動量調(diào)制模塊(104)和一個數(shù)字域軌道角動量多模態(tài)復用模塊(106)對M路信息比特流x進行處理，輸出N路并行的軌道角動量復用數(shù)據(jù)s；

且還包括步驟S6：依次采用所述發(fā)射裝置的2N個DAC模塊(107)、N個上變頻模塊(108)和一個圓環(huán)陣列發(fā)射天線(110)對預處理后的軌道角動量復用數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)射，隨后采用所述接收裝置對其進行接收；

M為軌道角動量模態(tài)復用數(shù)，N為圓環(huán)陣列發(fā)射天線的陣元個數(shù)，M、N均為正整數(shù)。