[发明专利]一种多用户四维无线调制解调器

摘要

本发明属于通信技术领域，具体为一种使用多路电磁波的幅度、相位、辅助极化角和极化相位差异角来同时携带信息的多用户四维无线调制解调器。本发明在各个发送端，用矢量天线中的一对电、磁偶极子来产生一路含四维调制参数信号，而多个矢量天线发送信号的叠加即可实现多路调制信号的发送；接收端则以矢量天线阵列为载体、采用几何代数为数学工具对多路四维调制信号进行解调。本发明从理论上推导了多路四维调制信号传输情况下的误符号率，并用仿真加以了验证。理论分析与仿真结果均表明：本发明提出的多用户四维无线调制解调器较传统调制解调器具有更高的传输速率和更低的误符号率。

主权项

一种多用户四维无线调制器，是使用多路电磁波的幅度、相位、辅助极化角和极化相位差异角来同时携带信息的多用户调制解调器，其特征在于以单用户四维无线调制器为基础，在空间不同位置处放置多个单用户四维无线调制器来发送多路含四维调制参数的电磁波信号；在解调器的各个发送端即调制端通过矢量天线的一对电、磁偶极子来产生一路含四维调制参数信号，并通过位置不同的多个矢量天线发送信号的叠加来实现多路调制信号的发送；在接收端即解调端以矢量天线阵列为载体、使用几何代数为数学工具进行多路信号的四维参数解调；设发送端共有K个单用户四维无线调制器，且这K个对应的发送矢量天线位置不变或处于缓慢运动状态；设接收端通过位于三维空间中坐标为(x_l, y_l, z_l)处的L个矢量天线所构成的阵列接收由发送端发出的含四维调制参数的电磁波信号，l=1,2,…,L ，则矢量天线阵列所收到的信号可表示为^[7]：(1)其中，Y_l(t)表示第l 个接收矢量天线上六个偶极子所收到的电磁场信号；和在各矢量天线空间坐标已知时仅与各路四维调制信号的方向(DOA)参数和有关，和分别为第k (k=1,2,…,K)路调制信号俯仰角和方位角；P(γ_k(i),η_k(i))与第i个符号期间内第k路调制信号的极化状态有关，γ_k表示电磁波的辅助极化角，η_k表示电磁波的极化相位差异角；是第i个符号期间内第k路调制信号复表示形式，其中A_k(i)与φ_k(i)分别表示该调制信号的幅度和相位；N_k(i)为各个接收偶极子上的加性高斯白噪声；在接收到如式(1)的电磁场信号后，采用几何代数为数学工具进行多路信号的四维参数解调，即采用多重信号分离(G‑MUSIC)算法来估计各路四维调制信号的DOA参数，随后使用最小二乘算法来解调各路信号的幅度、相位、辅助极化角和极化相位差异角这四个参数，最终实现多用户四维无线解调器的解调。