一種提升頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種提升頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法。具體步驟如下：步驟一：原始數(shù)據(jù)發(fā)射信息進(jìn)行高階連續(xù)極化調(diào)制的發(fā)送，具體實(shí)現(xiàn)方法是極化狀態(tài)在相位差恒定的條件下，通過幅度比連續(xù)變化實(shí)現(xiàn)極化狀態(tài)連續(xù)。步驟二：高階連續(xù)極化制信號(hào)在接受端通過斯托克斯參數(shù)提取的方法進(jìn)行解調(diào)。該方法通過信號(hào)的極化狀態(tài)始終連續(xù)，生成連續(xù)的信號(hào)波，使得信號(hào)的功率譜主瓣窄，旁瓣衰減快，從而提高了頻譜效率，并在相同的誤碼性能下，該方法所需的信噪比低于非連續(xù)極化調(diào)制。
【專利說明】一種提升頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種提升頻譜效率的方法，尤其涉及一種提升極化調(diào)制的頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]極化調(diào)制(MPOLSK)作為一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)在光通信中已得到廣泛應(yīng)用，隨著通信不斷發(fā)展，極化調(diào)制在無線通信中正作為一種新的調(diào)制技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。極化調(diào)制利用電磁波的極化狀態(tài)來承載信息，星座點(diǎn)分布在龐加萊球上，因此，相比傳統(tǒng)M階幅度、相位、頻率調(diào)制，M階極化調(diào)制星座點(diǎn)間的歐氏距離大，系統(tǒng)可靠性增強(qiáng)。然而，隨著調(diào)制階數(shù)的增大，極化調(diào)制信號(hào)所需的帶寬也增大，在無線通信中，頻譜是有限的資源，進(jìn)而，如何提升極化調(diào)制的頻譜效率是研究者面臨的重大挑戰(zhàn)。
[0003]近年來，在光通信中，研究了自由空間光通信中的極化調(diào)制的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，并證明了極化狀態(tài)幾乎不受自由空間中大氣干擾，系統(tǒng)可靠性高。高階頻率-極化聯(lián)合調(diào)制技術(shù)被提出，該技術(shù)采用極化調(diào)制來提升傳統(tǒng)頻率調(diào)制的頻譜效率。在無線通信中，研究者提出采用極化調(diào)制提高功放能效的研究機(jī)制，但忽略了對(duì)極化調(diào)制頻譜效率的研究。上述文章所涉及的極化調(diào)制，承載信息的極化狀態(tài)是非連續(xù)的，其相位差和幅度比是確定值，星座點(diǎn)離散的分布在龐加萊球上，這種極化調(diào)制稱為非連續(xù)極化調(diào)制(MP0LSK)。該調(diào)制在極化狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，信號(hào)波形會(huì)發(fā)生跳變，這種跳變將產(chǎn)生高頻分量，帶來頻譜的展寬，從而使得頻譜效率提升有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了使用與無線通信中的M階連續(xù)極化調(diào)制(MCPOLK)機(jī)制，目的是提升極化調(diào)制的頻譜效率。
[0005]傳統(tǒng)的極化調(diào)制的極化狀態(tài)的變化是瞬時(shí)完成的，極化狀態(tài)間是通過跳變實(shí)現(xiàn)的，稱之為非連續(xù)極化調(diào)制(MP0LSK)。極化狀態(tài)的跳變將產(chǎn)生不連續(xù)的信號(hào)波，造成信號(hào)的頻譜寬展，導(dǎo)致頻譜效率不夠高。從提升極化調(diào)制的頻譜效率出發(fā)，本發(fā)明提出了一種連續(xù)改變極化狀態(tài)的調(diào)制方式-高階連續(xù)極化調(diào)制(MCP0LSK)，極化狀態(tài)在信息傳輸?shù)娜我鈺r(shí)刻是連續(xù)變化的，在這種條件下，信號(hào)波形始終連續(xù)，因此不會(huì)帶來信號(hào)頻譜擴(kuò)展，頻譜效率得到有效提升。
[0006]本發(fā)明的所述的高階連續(xù)極化調(diào)制方法:在相位差恒定的條件下即通過在龐加萊球上選定任意大圓，承載信息的極化狀態(tài)的兩路正交極化分量的幅度比連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)極化狀態(tài)連續(xù)，進(jìn)而得到連續(xù)的信號(hào)波。
[0007]—種提升頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法，具體步驟如下:
[0008]步驟一:對(duì)原始數(shù)據(jù)發(fā)射信息進(jìn)行高階連續(xù)極化調(diào)制，發(fā)射；
[0009](I)對(duì)原始數(shù)據(jù)發(fā)射信息I進(jìn)行信源編碼和信道編碼，得到二進(jìn)制數(shù)字序列W:'':,N表示原始數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度；[0010](2)將丨/,丨:'通過連續(xù)極化狀態(tài)映射單元，得到連續(xù)極化狀態(tài)P(t)，在連續(xù)極化狀態(tài)單元中Rt首先經(jīng)電平變換得到電平值an，Cin= { + I, ±3?"±(M_1)}，M表示調(diào)制階數(shù)，
在t = nTs時(shí)刻，n表示第n個(gè)碼元。極化狀態(tài)相位描述子(Y，40中相位差恒定，即在龐加萊球上選定一個(gè)大圓，Y是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)Y (t),即YlriOiTs) = Yn(nTs),在龐家萊球上極化狀態(tài)用極化矢量Z(t)表示，極化矢量Z(t)將以上一個(gè)符號(hào)結(jié)束時(shí)刻的極化狀態(tài)為起點(diǎn)沿大圓的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間為Ts，Y (t)為:
[0011]y (t) = ?d[ O kTs+a k(t-kTs)]
[0012]其中
【權(quán)利要求】
1.一種提升頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法，具體步驟如下: 步驟一:對(duì)原始數(shù)據(jù)發(fā)射信息進(jìn)行高階連續(xù)極化調(diào)制，發(fā)射； (1)對(duì)原始數(shù)據(jù)發(fā)射信息I進(jìn)行信源編碼和信道編碼，得到二進(jìn)制數(shù)字序列丨/J:':，N表示原始數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度； (2)將Rr通過連續(xù)極化狀態(tài)映射單元，得到連續(xù)極化狀態(tài)p(t)，在連續(xù)極化狀態(tài)單元中W,':首先經(jīng)電平變換得到電平值an，Qn= {±1，±3"?±(M-1)}，M表示調(diào)制階數(shù)，在t= nTs時(shí)刻，n表示第n個(gè)碼元，極化狀態(tài)相位描述子U，(6)中$恒定，即在龐加萊球上選定一個(gè)大圓，Y是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)Y (t),即YlriOiTs) = Yn(nTs),在龐家萊球上極化矢量Z(t)以上一個(gè)符號(hào)結(jié)束時(shí)刻的極化狀態(tài)為起點(diǎn)沿大圓的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間為Ts，y (t)為:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的一種提升頻譜效率的高階連續(xù)極化調(diào)制方法，所述的步驟二中，假定經(jīng)連續(xù)極化調(diào)制的發(fā)射信號(hào)的相位差0 =0，具體包括: (1)發(fā)射的高階連續(xù)極化調(diào)制信號(hào)經(jīng)高斯白噪聲信道，接收前端通過正交雙極化天線得到含噪聲的極化信號(hào):
【文檔編號(hào)】H04L27/36GK103685133SQ201310723783
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】劉芳芳, 李若萌, 郭彩麗, 曾志民, 馮春燕 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)