[发明专利]非线性复合调制无线通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种非线性复合调制无线通信方法。

背景技术

一个典型的通信系统由三部分组成，如图1所示：发送设备、传输信道和接收设备。

为了实现无线信号的有效发射，在信号被发送之前，要进行调制。传统的模拟调制方法有三种：调幅、调频和调相。其基本思路都是利用低频信号改变高频正弦载波的参数(幅度、频率和相位)，从而使信号的发送更有效率。接收端要对调制信号进行解调，从而恢复原有信号。根据传输信道的不同，可以分为有线信道和无线信道。由于西方科学对线性问题研究较为深入，无线信道的传输特性一般都假定为线性，其调制编码方法也更加适合线性系统。

经典的无线通信系统在空气和真空中传播时性能良好，但是在透地通信和透海水通信时性能不佳。由于趋肤效应的存在，高频电磁波很容易被衰减。低频电磁波虽然可以穿透较深的海水和岩层，但是其信息携带能力大大减弱，无法进行高速数据传输。

利用非线性对信号进行处理的技术在近年来取得较大进展。非线性光纤放大器利用光纤本身的非线性，对光纤注入泵浦光，从而利用光纤信道对信号进行放大，大大增加了光信号的传播距离，减少了中继器的数量。非线性光学和非线性声学的研究也表明，非线性是介质中普遍存在的现象。特别地，对土壤和海水，加入一定强度的低频电压，会观察到明显的非线性现象。

综上所述，现有的无线通信技术由于没有充分利用信道本身的非线性特点，其编码发射和解码接收系统无法克服趋肤效应的衰减，从而在透地通信和透海水通信时距离较近、速率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何克服无线信号在非线性信道传输中由于趋肤效应的衰减，从而提高传输速率和增加传输距离。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种非线性复合调制无线通信方法，包括以下步骤：

S1：将低频载波与高频调制信号相叠加，所述低频载波的幅度大于高频调制信号的幅度；

S2：将叠加后的信号发送到非线性介质中传播。

其中，所述低频载波的幅度为高频信号的幅度10倍以上。

其中，所述高频调制信号的频率为所述低频载波的频率10倍以上。

其中，所述低频载波的频率为30Hz～100KHz之间的任意值。

其中，低频载波的频率为50Hz。

其中，所述高频调制信号的频率为1MHz到900MHz之间的任意值。

(三)有益效果

本发明通过将低频高能量信号和高频低能量信号叠加，并利用非线性介质的非线性特点增加了无线通信在土壤、海水等非线性介质中的传输距离和传输速率。

附图说明

图1是现有技术中无线通信框图；

图2是本发明实施例的一种非线性复合调制无线通信方法流程图；

图3是图2方法中利用的低频载波波形图；

图4是图2方法中利用的高频调频波波形图；

图5是图3和图4的波形叠加后的波形图；

图6是通过耦合电容实现非线性复合调制波的一种方法；

图7是通过传输线变压器实现非线性复合调制波的一种方法；

图8是接收非线性复合调制波的一种典型方法。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明充分利用信道的非线性特点，特别是大地和海水在低频电压下明显的非线性效应，利用非线性过程中不同频率的能量可以转移的特点，设计出了一种非线性复合调制无线通信方法，以增大无线通信在土壤、海水等非线性介质中的传输距离和提高传输速率。如图2所示，包括：