[发明专利]一种基于阵列天线的QAM调制信号发射方法

说明书

本发明公开了一种基于阵列天线的QAM调制信号发射方法，涉及无线电通信技术领域。本发明将QAM调制信号分解为多个独立的BPSK调制信号，经饱和功率放大器放大后由阵列天线同时向外辐射，通过空间功率合成在期望方向上产生QAM调制信号，在其它方向上的调制星座图则会产生畸变，可实现QAM调制信号的高效线性发射，降低了发射机的热损耗，并具有保密通信功能。

技术领域

本发明涉及无线电通信技术领域，更具体地说涉及一种基于阵列天线的QAM调制信号的发射方法。

背景技术

正交幅度调制(quadratic amplitude modulation，QAM)是一种幅度与相位联合调制技术，具有很高的频谱效率。对于当前日益紧张的频谱资源而言，QAM是一种非常重要的调制方式，在移动通信、卫星通信等领域都有着广泛的应用。QAM是一种非恒包络调制技术，功率放大器的非线性会使QAM信号产生严重失真，影响信号的接收解调。因此，QAM调制对功率放大器的线性度提出了很高的要求。

QAM信号可看作是两路正交的多电平振幅键控信号的叠加，传统的QAM调制信号发射机直接用功率放大器放大QAM调制信号，为控制QAM信号的非线性失真，功率放大器必须工作在回退状态，导致功率放大器的效率很低，大部分功率都通过发热而损失，给发射机的设计带来很大的挑战。

国家知识产权局于2005年1月5日，公开了一件公开号为CN1183730C，名称为“用于QAM编码数据的发射机”的发明专利，该发明专利公开了一种高效的16QAM调制信号发射方法，将16QAM信号分解为两个QPSK信号，分别经饱和功率放大器放大并按比例进行缩放，通过功率合成器将两支路信号进行合并。该方法对功率合成器的设计有很高的要求，也会带来一定的功率合成损耗。文献“卫星通信系统中适用于16QAM信号的一种预失真方法”针对宽带卫星通信系统中由记忆功率放大器引起的16QAM信号非线性失真问题，提出了一种基于通用记忆多项式模型的预失真线性化系统，使用QR分解递归最小二乘算法动态更新预失真参数。功率放大器的非线性模型以及自适应算法直接影响数字预失真系统的性能，构建可靠稳定并且可硬件实现的自适应算法仍有很大的难度。现有技术方案还无法很好的解决QAM信号的高效线性发射问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种基于阵列天线的QAM调制信号发射方法，本发明将QAM调制信号分解为多个独立的BPSK调制信号，经饱和功率放大器放大后由阵列天线同时向外辐射，通过空间功率合成在期望方向上产生QAM调制信号，在其它方向上的调制星座图则会产生畸变，可实现QAM调制信号的高效线性发射，降低了发射机的热损耗，并具有保密通信功能。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种基于阵列天线的QAM调制信号发射方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、对信息序列进行符号映射得到QAM符号；

B、对QAM符号进行BPSK符号分解，并将分解得到的BPSK符号进行天线映射；分解得到的BPSK符号包括同相支路BPSK符号和正交支路BPSK符号；

C、对各支路BPSK符号进行成形滤波，得到BPSK基带调制信号；

D、各支路BPSK基带调制信号通过数字上变频与相位控制单元，得到多通道数字中频调制信号；

E、多通道数字中频调制信号通过多通道同步数模转换器，得到多通道模拟中频调制信号；

F、多通道模拟中频调制信号经射频前段进行模拟上变频与功率放大，而后传输至阵列天线对外辐射。

所述A步骤中，对信息序列进行符号映射得到QAM符号，具体是指：对信息序列进行串并转换，每L比特信息映射为一个M-QAM符号，其中M＝2^L；其表达式为：