2023年无线电工程第53卷第1期175doi:10．3969/j．issn．1003－3106．2023．01．023引用格式:田源，高树国，孙路，等．基于模态复用的物联网高速数据回传研究［J］．无线电工程，2023，53(1):175－181．［TIANYuan，GAOShuguo，SUNLu，etal．HighSpeedIoTDataＲeturnＲesearchBasedonModeMultiplexing［J］．ＲadioEngineering，2023，53(1):175－181．］基于模态复用的物联网高速数据回传研究田源，高树国，孙路，郭小凡，相晨萌(国网河北省电力有限公司电力科学研究院，河北石家庄050021)摘要:为了解决物联网(InternetofThings，IoT)终端数据高速回传问题，提出了基于栅格化方形面阵的轨道角动量(OrbitalAngularMomentum，OAM)高速回传方法。论证了栅格化正方形面阵可以分解为多圈4阵元均匀圆环阵(UniformCircularArray，UCA)，并给出了馈电方法与具体实施步骤。基于此，进一步推导了采用栅格化方形面阵进行基于多圈UCA的OAM多模复用通信模型，并系统地分析了复用和分集增益。仿真结果表明，所提方法相对于传统方法有极大的信道容量和误码率(BitErrorＲate，BEＲ)性能提升。所提方法只需收发方形面阵中心对准即可，无需信道估计，极大地降低了复杂度;此外，超高的分集增益可以极大地降低发射功率。因此，所提方法尤其适用于IoT终端节点这类低功耗、低复杂度的发射机，为IoT数据高速回传提供了高效的解决方案。关键词:轨道角动量;栅格化方形面阵;物联网;误码率;信道容量中图分类号:TN802文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003－3106(2023)01－0175－07HighSpeedIoTDataＲeturnＲesearchBasedonModeMultiplexingTIANYuan，GAOShuguo，SUNLu，GUOXiaofan，XIANGChenmeng(ElectricPowerＲesearchInstitute，StateGridHebeiElectricPowerCo．，Ltd．，Shijiazhuang050021，China)Abstract:Inordertosolvetheproblemofhigh-speeddatareturnfromInternetofThings(IoT)terminals，anOrbitalAngularMomentum(OAM)high-speeddatareturnmethodbasedonGridSquareArray(GSA)isproposed．ItisdemonstratedthatGSAcanbedecomposedintomulti-loop4-elementUniformCircularArray(UCA)．Thefeedingmethodsandthespecificimplementationstepsarethengiven．Basedonthis，theconstructionprocessoftheOAMbasedmulti-modemultiplexingcommunicationmodelofmulti-UCAimplementedbyGSAisderived，andthemultiplexinganddiversitygainissystematically...
