一种极化状态-幅相联合调制星座旋转优化方法技术

本发明专利技术公开了一种极化状态‑幅相联合调制星座旋转优化方法，属于卫星网络双极化卫星通信信息安全领域，卫星通信是全球通信的重要组成部分，其通信覆盖区域大，传输环境较为开放，信号容易被窃听，信息传输安全一直是卫星通信的基本问题。传统的信息安全主要依靠于上层(链路层，网络层)加密技术对信息加密，窃听者为了破解信息需要庞大的计算量。然而，随着计算机技术的飞速发展，依赖于计算量的加密技术受到越来越大的威胁。为克服上述问题，增强卫星通信安全性，安全传输技术已经从上层加密技术延伸到更低层。考虑传输信道存在衰落、多径、干扰以及噪声等因素，科研人员开始探索利用底层链路固有特性在实现信息安全传输方面的优势。

A rotation optimization method of constellation based on polarization state amplitude phase joint modulation

【技术实现步骤摘要】
一种极化状态-幅相联合调制星座旋转优化方法
本专利技术涉及双极化卫星通信信息安全领域，具体讲是极化状态-幅相联合调制信号的优化旋转方法。
技术介绍
卫星通信是全球通信的重要组成部分，其通信覆盖区域大，传输环境较为开放，信号容易被窃听，信息传输安全一直是卫星通信的基本问题。传统的信息安全主要依靠于上层(链路层，网络层)加密技术对信息加密，窃听者为了破解信息需要庞大的计算量。然而，随着计算机技术的飞速发展，依赖于计算量的加密技术受到越来越大的威胁。为克服上述问题，增强卫星通信安全性，安全传输技术已经从上层加密技术延伸到更低层。考虑传输信道存在衰落、多径、干扰以及噪声等因素，科研人员开始探索利用底层链路固有特性在实现信息安全传输方面的优势。物理层安全以信息论为指导，考虑无线信道特性，并综合了调制解调、信道编解码、多载波、多信道、多天线以及协同通信等技术特点，从传输方案设计角度研究安全通信。在满足合法用户通信性能要求的前提下，使非授权用户无法从传输信号中提取有效信息。近年来，无线通信技术迅猛发展，物理层可利用资源越来越丰富，物理层安全技术也受到广泛关注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术的目的是为了在双极化卫星通信场景下，采用极化状态-幅相联合调制信号传输信息，如何利用一组随机相位序列，达到最优的星座旋转效果。为了解决该问题，我们首先将待传输信息分为两部分，分别利用极化状态调制技术和幅相调制技术映射为数目相同的极化状态调制符号和幅相调制符号；同时，将幅相调制信号分为相同两部分分别乘以极化状态调制信号两分量；进一步利用一组随机相位序列处理水平极化分量，实现同时旋转极化状态调制星座和幅相调制星座，达到优化旋转的目的；最后，利用补偿矩阵处理发送信号后，通过正交双极化天线分别发送联合调制信号两分量。/n本专利技术是通过以下技术方案实现的：/n步骤1.将信息序列I

【技术特征摘要】
1.本发明的目的是为了在双极化卫星通信场景下，采用极化状态-幅相联合调制信号传输信息，如何利用一组随机相位序列，达到最优的星座旋转效果。为了解决该问题，我们首先将待传输信息分为两部分，分别利用极化状态调制技术和幅相调制技术映射为数目相同的极化状态调制符号和幅相调制符号；同时，将幅相调制信号分为相同两部分分别乘以极化状态调制信号两分量；进一步利用一组随机相位序列处理水平极化分量，实现同时旋转极化状态调制星座和幅相调制星座，达到优化旋转的目的；最后，利用补偿矩阵处理发送信号后，通过正交双极化天线分别发送联合调制信号两分量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
步骤1.将信息序列Ix通过串并转换控制(S/P)分解成两路信息：IP和IQ。IQ通过幅相调制(Amplitude-PhasedModulation，APM)映射为K个幅相调制符号其中，Ak和分别表示第k个符号的幅度和相位。IP经过极化状态调制单元映射为K个极化状态调制符号
步骤2.然后幅相调制信号分为相同的两路，并分别乘以极化状态调制符号两个分量，得到PAPM信号，其中，第k个符号可以表示为，
步骤3.采用一组伪随机序列产生一组随机相位，θ＝[θ1,θ2,…,θK]，其中θk是在[0,2π]之间随机分布的。那么，第k个符号的旋转量可以表示为利用旋转量处理信号xk的x1k分量，得到旋转后的符号为
步骤4根据发送端与合法用户之间的信道信息矩阵H，构建去极化效应补偿矩阵，补偿矩阵可以表示为

...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，罗章凯，裴忠民，刘德生，杨凡德，邹波，简平，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：北京;11