[发明专利]轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统和传输方法

权利要求书

1.一种轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统，包括发射端和接收端，其特征在于，

发射端包括：

超窄带信号源，其包括信号激励源和OAM微波量子产生单元，信号激励源用于为OAM微波量子产生单元提供原始激励；

OAM微波量子产生单元用于产生不同模态的OAM微波量子；

超窄带信号产生模块，包括模态组合选择单元、OAM微波量子信息键控单元和模态切换处相位对齐单元，其中，模态组合选择单元确定在传输每个码元的传输时间内OAM微波量子的模态形式；

OAM微波量子信息键控单元以模态键控形式切换当前信息对应模态形式的OAM微波量子，将原始信息加载到不同模态形式下的OAM微波量子上；

模态切换处相位对齐单元用于减小OAM微波量子模态切换时的相位差值，形成超窄带信号；

接收端包括：

超窄带信号接收模块，用于接收以OAM微波量子形式携带信息的超窄带信号，并且在接收端实现信号相位同步，其中，超窄带信号接收模块包括OAM微波量子接收器件、接收端位同步模块，所述OAM微波量子接收器件用于接收以OAM微波量子形式携带信息的超窄带信号，接收的OAM微波量子经过所述接收端位同步模块后变成可被鉴别或者分选的信号形式，所述鉴别是指识别携带超窄带信号的OAM微波量子的衍射图案，确定OAM微波量子的模态，所述分选是通过OAM分选器确定OAM微波量子的模态；

超窄带信号恢复和分析模块，用于对超窄带信号接收模块接收的OAM微波量子进行探测，确定各超窄带信号对应的OAM模态和并进行信号解调恢复出原始信息，

其中，超窄带信号恢复和分析模块包括信号解调恢复单元、OAM微波量子探测单元和频谱分析单元，其中OAM微波量子探测单元采用鉴别或分选的思路识别信号中的OAM模态，以恢复传输信息，信号解调恢复单元用于对经过OAM微波量子探测单元鉴别或者分选模式形态后的信息进行解调，恢复出原始信息，频谱分析单元将接收的原始信息在频域内进行分析，得到信号对频谱资源占用情况。

2.根据权利要求1所述的轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统，其特征在于，

OAM微波量子产生单元产生的不同模态的OAM微波量子是通过同一个波导天线发送的，或者是通过多个波导天线分别发射的。

3.根据权利要求2所述的轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统，其特征在于，

所述OAM微波量子是全频段内的OAM微波量子。

4.根据权利要求2所述的轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统，其特征在于，所述模态形式包括单个模态和模态组合中的多种形式，所述模态组合是指至少两个模态的组合。

5.根据权利要求1所述的轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统，其特征在于，

通信传输系统中，具有M个发射端，G个接收端的OAM传输过程的接收信号表示为：

y＝H_OAMx+n

其中，是接收端接收的信号向量，并且1≤g≤G；代表信号向量的集合；

g表示第g个发射端；

是发射端发送的信号向量，并且1≤m≤M；

m表示第m个接收端；

表示信道矩阵；

是独立均匀分布的高斯白噪声向量。

6.根据权利要求1所述的轨道角动量微波量子的超窄带通信传输系统，其特征在于，

发射端利用一个正弦信号的周期传输一个码元信息，接收端接收到的总信号S_r为：

其中g(t)的数学形式表示如下：

A_n是每个时间长度内信号的幅度值；

t表示总传输时间；

n表示第n个OAM模态；

ω₀为OAM微波量子的频率；

T为传输每个码元信息占据的时间长度；

代表传输第n模态信息时正弦信号的初始相位。