[发明专利]通信系统中信号的极化和幅度结合的三维调制方法

权利要求书

1.一种通信系统中信号的极化和幅度结合的三维调制方法，其特征在于利用矢量天线对电磁波极化信息敏感的特点，用矢量天线发射携带有极化信息的载波，在接收端同样利用矢量天线进行接收并解调，同时获得原有的相位调制信息和极化调制信息；使在无线通信中应用‘信号幅度’、‘极化辐角’和‘极化相位角’作为调制解调中携带数据信息的特征参数，极化与相位三维联合调制的信号的表达式为： 

其中，幅度参数代表电磁波能量的大小；极化辐角代表电磁波方向和方向电场强度的比值；极化差异角代表电磁场在方向和方向的相位差异；为载波频率。

2.根据权利要求1所述的通信系统中信号的极化和幅度结合的三维调制方法，其特征在于利用矢量天线发射PQAM调制信号时，矢量天线，，方向电偶极子上的电场表达式为：

其中，表示电磁波的水平极化分量；将表示电磁波的垂直极化分量。

3.根据权利要求1或2所述的通信系统中信号的极化和幅度结合的三维调制方法，其特征在于以A代表极化椭圆幅度比，满足0<<1，将所有星座点归一化到半径为1的球面之内；A相同的信号，在星座图中分布在同一个球面上；以代表信号的相位调制分量，，代表信号点投影在x-y平面后与x轴的夹角，以代表信号的极化方位角，0<<，代表信号与z轴的夹角。

4.根据权利要求3所述的通信系统中信号的极化和幅度结合的三维调制方法，其特征在于在信号传输过程中，每隔一段时间间隔插入一段固定的导频信号，该导频信号为极化相位的联合调制解调提供一个初始值，用来修正空间电磁场干扰对极化信号带来的影响。

5.一种通信系统中信号的极化和幅度结合的三维解调方法，其特征在于在解调时，通过极化参数估计和幅度检测两个步骤对信号的幅度、极化辐角与极化相位角进行联合的解调，并恢复出原始信息。

6.根据权利要求5所述的通信系统中信号的极化和幅度结合的三维解调方法，其特征在于在恢复信号的极化参数时，用最小二乘方法、MUSIC搜索方法达波方向极化参数估计方法来进行计算，从而恢复出信号的极化参数。

7.根据权利要求6所述的通信系统中信号的极化和幅度结合的三维解调方法，其特征在于所述信号的极化参数解调表达式为：

在求得信号的极化参数后，通过幅度检测获得电磁场的幅度信息，从而获得三维联合调制的三个变量；其中，代表矢量天线x、y、z三个方向电偶极子上接收到的电场信号。