基于索引调制的涡旋电磁波跳模-频抗干扰系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112260720A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202011107292.0(22)申请日2020.10.16(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人梁利萍程文驰张海林(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人程晓霞王品华(51)Int.Cl.H04B1/715(2011.01)H04L27/34(2006.01)H01Q1/52(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图2页(54)发明名称基于索引调制的涡旋电磁波跳模-频抗干扰系统和方法(57)摘要本发明公开了基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模‑频抗干扰系统和方法，解决了在有限频谱资源下难以兼顾抗干扰性能和频谱效率的难题。系统通过增设可供多样选择发送信号载体选择器，与发送信号载体选择器严格同步的接收信号载体选择器和一组FFT模块，输出已消除干扰的二进制解调信号。方法有：二进制信息分流；索引和信息调制；信息加载并跳变；信息传输、解跳和干扰过滤；计算干扰概率和平均误码率。本发明组合OAM模态和子载波频率成OAM模态‑子载波频率对集，多样化信息传输载体，调制并同时跳变，增加频谱效率，降低干扰概率。同时实现无线通信系统更强的抗干扰和更高的频谱效率，适用于室内网、蜂窝通信、雷达等通信的抗干扰。CN112260720ACN112260720A权利要求书1/3页1.一种基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰系统，包括有发送器和接收器，发送器和接收器分别各自包含有子载波索引选择器来确定传输信号的载波；发送器将输入信号通过信号调制模块传输到发送天线模块；接收天线模块接收到发送天线模块的信号后，依次通过载波解调和带通滤波器(BandPassFilter，BPF)输出二进制解调信号；其特征在于，发送器在输入信号与发送天线模块之间增设了可供多样选择发送信号载体的选择器，该发送信号载体选择器由发送组合映射器和两个并联的发送索引选择器单向串接形成，两个并联的发送索引选择器分别为发送OAM模态索引选择器和发送子载波索引选择器；所述发送天线模块为OAM发送天线模块；接收器在接收天线模块和BPF之间增设了与发送信号载体选择器严格同步的接收信号载体选择器，该接收信号载体选择器由接收组合映射器直接单向串接两个并联的接收索引选择器构成，两个并联的接收索引选择器分别为接收OAM模态索引选择器和接收子载波索引选择器；接收器的接收信号依次传输到接收组合映射器、两个并联的索引选择器和BPF；所述接收天线模块为OAM接收天线模块；还在BPF和输出信号之间增设一组快速傅里叶变换(FastFourierTransformation，FFT)模块；OAM发送天线模块发送的信号被OAM接收天线模块接收后，依次通过接收组合映射器、两个并联的接收索引选择器、BPF和增设的FFT模块，输出已经消除干扰的二进制解调信号，即二进制信息比特。2.根据权利要求1所述的基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰系统，其特征在于，发送器输入信号的每帧二进制信息比特总长度为p＝p1+p2，前p1位比特为二维索引调制信息的二进制信息比特，其中二维索引指的是OAM模态索引和子载波频率索引，后p2位比特为信号调制的二进制信息比特；发送器的OAM发送天线模块发射出多路相互独立且正交涡旋电磁波束；接收器的OAM接收天线模块接收OAM发送天线模块发射的多路相互独立且正交的涡旋电磁波波束，接收器最终输出消除干扰后的包含二维索引调制和信号调制的二进制信息比特。3.一种基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰方法，其特征在于，在权利要求1-2所述的任一基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰系统上执行，包括有以下步骤：Step1:二进制信息分流：将基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰系统输入的二进制信息比特分为信号调制信息比特和二维索引调制信息比特；设基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰系统每帧发送的信息比特总数为p＝p1+p2，其中前p1位比特表示激活的OAM模态和子载波所组合的OAM模态-子载波频率对所对应的索引调制信息比特；后p2位比特表示激活的OAM模态-子载波频率对传输M阶信号调制所需的信号调制信息比特；Step2:索引调制和信息调制：假设OAM发送天线模块和OAM接收天线模块分别采用均匀分布Nt和Nr个阵元的圆阵列天线，OAM发送天线模块能够产生Nt个OAM模态；另外，假设基于索引调制的涡旋电磁波联合跳模-频抗干扰系统可用的子载波总数为Nf；合成I个OAM模态-子载波频率对，发送组合映射器根据索引调制比特信息控制发送OAM模态索引选择器从Nt个OAM模态中选择激活I个OAM模态