[发明专利]一种时间幅度相位联合调制及解调方法

说明书

本发明公开了一种时间幅度相位联合调制及解调方法，属于信息传输与处理技术领域。该方法包括：调制时将待发送信息分为两部分，一部分信息控制基带信号在符号持续时间内的位置，进行时间调制；另一部分信息进行幅度相位联合调制。解调时对接收信号匹配滤波和峰值搜索得到调制信号的时间信息后，再解调得到幅度相位信息。本发明在幅度相位联合调制的基础上又在时间维度提供了信息，对目前通信信道容量的改善具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种时间幅度相位联合调制及解调方法，属于信息传输与处理技术领域。

背景技术

由香农建立的信息论为每个通信系统提供了一个重要的性能参数——信道容量，它代表信息可以可靠和正确地通过信道传输的速率的上限。目前，在基带信号的幅度，相位或两者同时调制中，编码理论已经帮助我们在加性高斯白噪声(AWGN)信道上几乎达到了香农容量。但我们注意到，大部分关于信道容量分析的研究涉及香农论的相关预设，即假设每个符号是同步接收的，信号信息的载体是信号的复杂包络，只用发送的基带信号的幅度，相位或两者同时调制以表示数据信息，其不考虑包络的相对接收时间，这就失去了时间信息。如果存在时间幅度相位联合调制方案，在进行幅度相位联合调制的同时在发射机处进行时间调制操作使符号的发送时间在一定范围内是可自由控制的，这样在时间维度上也可以包含信息数据。因此，在原有调制方案基础上从时间维度提供更多信息的时间幅度相位联合调制研究对提高通信系统容量和其他意义上的实际系统容量的研究是有意义的。

发明内容

本发明提出了一种时间幅度相位联合调制及解调方法，在信号传输时用到幅度和相位信息同时再加入时间这一维的信息，突破现有调制方式的限制，以增加信道容量。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种信号时间幅度相位联合调制及解调方法，包括如下步骤:

(1)将待发送信息分为两部分，一部分信息控制基带信号在符号持续时间内的位置，进行时间调制，当发送K比特信息时，将基带信号相对发送时间设为符号持续时间内均匀分布的2^K个位置；另一部分信息进行幅度相位联合调制,基带信号调制到载波上得到发送信号：

其中，f(t)为发送信号，t是信号的时间分量，s(t-τ)表示时间调制后的基带信号，f_c表示载波频率，A和分别表示基带信号的幅度和相位，τ表示基带信号在符号持续时间T内的位置；

(2)将接收信号下变频到基带，以两倍于带宽的采样率B采样进行离散化，采样数量N＝BT，T为符号持续时间，N≥2^K，得到离散序列：

其中：X_i＝Bτ，表示符号实际相对发送位置，i∈{0，1，...，2^K-1}，s[n-X_i]表示采样后的基带信号，w[n]表示采样后的噪声；

(3)通过匹配滤波器，第m个采样时刻上匹配滤波的结果U_m|i表示为：

其中X_m表示第m个符号位置，m∈{0,1,...,N-1}，s[n-X_m]表示匹配滤波器的参数在对应于X_m时的传递函数；

(4)对匹配滤波器的输出进行峰值搜索，得到峰值位置；符号持续时间内的2^K个调制位置中与峰值位置最接近的判决为符号的实际发送位置，完成时间解调；

(5)对匹配滤波器的输出在峰值位置采样然后进行幅度相位解调得到幅度相位信息。

步骤(1)当发送表示K比特信息的符号时，符号所有的位置应为：