[发明专利]基于双极化天线的陆地移动多卫星通信极化空间调制方法

说明书

本发明属于通信抗干扰技术领域，具体的说涉及一种基于双极化天线的陆地移动多卫星通信极化空间调制方法。本发明将空间调制技术和极化调制技术联合应用于陆地移动卫星MIMO通信系统中，与传统的SM系统模型相比，本发明的方案在发射端增加了一个极化维度来传输比特信息，在保证系统BER的前提下能有效地提高系统的传输速率。在发射功率相同的情况下，本发明的传输速率为m＝log₂M+log₂N+1(M为传统APM调制阶数，N为卫星数目)，而传统系统的传输速率为m＝log₂M。故与传统的设计相比，本发明在保证系统BER性能的前提下，传输速率提高了G＝(log₂M+log₂N+1)/(log₂M)。

技术领域

本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及极化调制(Polarized Modulation,PMod)技术，空间调制(Spatial Modulation,SM)技术，极化天线(Polarized Antenna)技术，陆地移动卫星通信(Land Mobile Satellite,LMS)，以及多输入多输出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)技术。

背景技术

近年来，随着移动通信网络和互联网网络的飞速发展，网络终端用户的数量也随之不断扩大，新业务不断增加对通信技术的发展提出了新的挑战。作为对互联网网络和移动通信网络基础结构的一种补充，卫星通信具有覆盖区域广阔、通信距离远、通信质量高可靠性强、频带宽等特点。如今，卫星移动通信已成为全球通信网络中不可或缺的有效信息传输手段。但是随着卫星通信业务急剧增长，频谱带宽亟待增加，面对卫星轨道位置日趋拥挤以及频谱资源日渐紧张的窘境，如何提高卫星通信系统的频谱利用率和信道容量成为了日前的研究热点。

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统相对于单输入单输出(SISO)系统可以在不占用额外频谱带宽的前提下有效地提高信道容量，地面移动通信中的MIMO传输技术研究已经取得了前所未有的成功，因此，人们希望MIMO技术在无线通信领域的成果也能在卫星移动通信上得以实现。但是在卫星通信系统中通常以视线链路为主，子信道间相关性较强，并且有较大地传输损耗，因而将MIMO技术与卫星移动通信系统相结合在实现上面临着一些障碍，但其带来的信道容量增益对于卫星通信系统的高传输速率、高业务容量等需求有非常积极的作用。

发明内容

本发明的目的，就是针对双极化陆地移动多卫星系统提出一种新的极化空间调制方法，以解决单卫星通信传输速率低的问题。

本发明的技术方案如下：

考虑一个陆地移动多卫星通信系统，卫星端和地面移动终端均配有一根双极化天线(左旋圆极化LHCP/右旋圆极化RHCP)，以双卫星为例，则相当于是一个2×4的MIMO卫星信道。陆地移动卫星通信系统的信道模型可表示为其中和均服从(0,2π)的均匀分布；振幅服从对数正态分布，服从瑞利分布。

基于双极化天线的陆地移动多卫星通信极化空间调制方法，设定该卫星通信系统中每颗卫星均配有一根双极化天线，用于传输每组为m比特的数字信号；假设有N颗卫星，则系统的传输速率为m＝log₂M+log₂N+1，M为调制阶数；

其特征在于，所述调制方法包括以下步骤：

S1、预处理：

将传输的m＝log₂M+log₂N+1比特信息分为三个部分，前log₂M比特用于APM符号映射，且APM符号码本为：

后log₂N比特用于天线索引映射，且空间符号索引为：