CN112003812A - 一种信号调制方法、装置和系统 - Google Patents

一种信号调制方法、装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112003812A
CN112003812A CN201910446197.4A CN201910446197A CN112003812A CN 112003812 A CN112003812 A CN 112003812A CN 201910446197 A CN201910446197 A CN 201910446197A CN 112003812 A CN112003812 A CN 112003812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency selection
modulation
selection modules
control voltage
mra
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910446197.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112003812B (zh
Inventor
倪锐
褚致远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201910446197.4A priority Critical patent/CN112003812B/zh
Publication of CN112003812A publication Critical patent/CN112003812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112003812B publication Critical patent/CN112003812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/362—Modulation using more than one carrier, e.g. with quadrature carriers, separately amplitude modulated
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/345—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information
    • H04L27/3461—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information in order to transmit a subchannel
    • H04L27/3483—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information in order to transmit a subchannel using a modulation of the constellation points

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种信号调制方法、装置和系统，涉及通信领域，解决了在DAM中无法实现高阶调制导致的调制效率低，系统容量小的问题。具体方案为：MRA接收来自基带映射模块的调制参考信息，调制参考信息是根据待发送基带数字信号获得的；MRA根据调制参考信息，设置X个第一频率选择模块的调制参数和Y个第二频率选择模块的调制参数；MRA接收来自发射天线发射的载波信号；MRA通过X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块对载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送，调制载波信号包括待发送基带数字信号的信息。本申请实施例用于信号调制的过程中。

Description

一种信号调制方法、装置和系统
技术领域
本申请实施例涉及通信领域，尤其涉及一种信号调制方法、装置和系统。
背景技术
信号调制技术已经被广泛应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中，并适用于传真，手机通话、广播电视等众多通信应用场景。其中，数字调制(Digital Modulation，DM)由于支持信源编码、加密技术以及均衡等编码技术而被广泛使用。如图1所示，在DM中待发送的基带数字信号和振荡器101产生的高频载波信号在发送端被同时传输到调制器102里。经过调制器102调制后的载波信号(调制后的载波信号携带基带数据信号的信息)被馈送到功率放大器103(Power Amplifier，PA)中。在功率放大器103的线性放大区域中获得增益后被传输到天线发射104，然后被发射到自由空间中进行传播。其中，不同类型的调制器可进行不同方式的调制，如常见的幅移键控(Amplitude-shiftKeying，ASK)或相移键控(Phase-shift Keying，PSK)。
但DM的传输速率受限于调制器的调制性能。并且，调制器作为有源器件，载波信号在调制器中的处理会发生一定衰减。另外，由于输入PA的信号同时包括载波信号和待发送的基带数字信号，若PA工作在非线性区域，则会对待发送的基带数字信号产生较大的干扰，使其发生改变，因此，PA只能工作在增益较低的线性区域。
为了解决上述问题，现有技术中引入了直接天线调制(Direct AntennaModulation，DAM)技术。如图2所示，在DAM中，振荡器201将高频载波信号直接输入到PA 202中，经过PA 202放大后传输给发射天线203。发射天线203后端设置可重构天线(Reconfigurable Antenna，RA)204。其中，RA 204一般由频率选择表面(FrequencySelective Surfaces，FSS)构成，RA 204根据待发送的基带数字信号调整FSS的参数，使其对不同频率的载波信号表现出不同的带通或带阻滤波特性，以实现对载波信号的ASK调制或PSK调制，从而完成基带数据信号到载波信号中的调制。可以看到的是，通过RA的空间调制代替了DM中的有源调制器调制，避免了调制器本身的调制性能以及衰减对于传输速率的限制。同时，由于输入PA的信号只包括载波信号，因此，PA可以按照需求工作在高增益的非线性区域，有效提升增益。
可以理解的是，在DAM中，调制依赖于RA的设计。目前常用的RA的设计通常采用的是结构简单的单层可重构天线(Single Reconfigurable Antenna，SRA)。这样的RA设计，导致目前DAM只能对载波信号实现在单一维度上幅度或相位的调制，限制了数字信号代表的信息量大小，从而限制了信号的传输速率。
发明内容
本申请实施例提供一种信号调制方法、装置和系统，解决了在DAM中无法实现高阶调制导致的调制效率低，系统容量小的问题。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
本申请实施例的第一方面，提供一种信号调制方法，该方法应用于MRA，MRA包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，第一频率选择模块与第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。该方法可以包括：MRA接收来自基带映射模块的调制参考信息，调制参考信息是根据待发送基带数字信号获得的；MRA根据调制参考信息，设置X个第一频率选择模块的调制参数和Y个第二频率选择模块的调制参数；MRA接收来自发射天线发射的载波信号；MRA通过X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块对载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送，调制载波信号包括待发送基带数字信号的信息。
这样，MRA根据调制参考信息设置其包含的多个频率选择模块的调制参数，以对载波信号进行调制，获取包括待发送基带数字信号的信息的调制载波信号。通过多个频率选择模块实现了对载波的相位和幅度的同时调制，即实现了在DAM中的基于MRA的高阶调制，增加了信号的传输速率，提高了系统的信息容量。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一频率选择模块是相移键控控制层，用于进行相移键控调制；第二频率选择模块是幅移键控控制层，用于进行幅移键控调制。这样，在MRA中就可以实现对于相位和幅度的调制。
结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，调制参考信息包括：X个第一标识，与X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；X个第一标识与X个第一频率选择模块一一对应，Y个第二标识与Y个第二频率选择模块一一对应；MRA根据调制参考信息，设置X个第一频率选择模块的调制参数和Y个第二频率选择模块的调制参数，包括：MRA根据X个第一标识中的每个第一标识，将与第一标识对应的第一控制电压信息输入与第一标识对应的第一频率选择模块，以控制X个第一频率选择模块实现第一相位的调制；MRA根据Y个第二标识中的每个第二标识，将与第二标识对应的第二控制电压信息输入与第二标识对应的第二频率选择模块，以控制Y个第二频率选择模块实现第一幅度的调制。这样，MRA就可以根据调制参考信息中的标识，准确的设置每个标识对应的频率选择模块的调制参数，以控制X个第一频率选择模块实现第一相位的调制，同时，控制Y个第二频率选择模块实现第一幅度的调制。
结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一控制电压信息是根据第一基础控制电压和干扰因子确定的；第一基础控制电压用于当一个第一频率选择模块单独工作，控制第一频率选择模块实现第一相位的调制；第二控制电压信息是根据第二基础控制电压和干扰参数确定的；第二基础控制电压用于当一个第二频率选择模块单独工作，控制第二频率选择模块实现第一幅度的调制；其中，干扰因子是X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块同时工作时对第一相位和第一幅度产生的干扰。这样，在控制电压信息中加入干扰因子，在多个频率选择模块同时工作时，就可以避免不同频率选择模块之间的干扰对调制的影响。
本申请实施例的第二方面，提供一种信号调制方法，该方法可以应用于基带映射模块。该方法可以包括：基带映射模块接收待发送基带数字信号；基带映射模块根据待发送基带数字信号获取调制参考信息；基带映射模块向多层可重构天线MRA发送调制参考信息,MRA包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，第一频率选择模块与第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。
这样，基带映射模块将待发送基带数字信号转化为调制参考信息，并发送给MRA，那么，MRA就可以根据上述调制参考信息来控制MRA中的不同频率选择模块的调制参数，以实现对载波信号进行与待发送系带数字信号对应的调制。由于调制参考信息可以控制MRA中多个频率选择模块对载波实现相位和幅度的同时调制，因此，可实现在DAM中的基于MRA的高阶调制，增加了信号的传输速率，提高了系统的信息容量。
结合第二方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，基带映射模块根据待发送基带数字信号获取调制参考信息，包括：基带映射模块根据待发送基带数字信号和对应参数表，获取调制参考信息；其中，对应参数表包括：2M个基带数字信号和与每个基带数字信号一一对应的调制参考信息；2M个基带数字信号包括待发送基带数字信号；2M个基带数字信号与星座图包括的2M个星座点一一对应，M为大于1的整数。这样，通过基带数字信号与星座图上不同星座点的对应关系获取对应参数表，那么，基带映射模块可以通过对应参数表，将待发送系带数字信号转化为调制参考信息，用于发送给MRA进行调制参数的设置，以实现对应的调制。
结合第二方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，调制参考信息包括：X个第一标识，与X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；其中，X个第一标识与X个第一频率选择模块一一对应，Y个第二标识与Y个第二频率选择模块一一对应。这样，在具有多个频率选择模块的MRA中，通过调制参考信息中的X个第一标识和Y个第二标识，就可以准确的将调制参考信息中的与第一标识以及第二标识对应的控制电压信息传递到对应的频率选择模块，以实现对应的调制。
本申请实施例的第三方面，提供一种多层可重构天线MRA，该MRA可以包括：电压控制模块，X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，第一频率选择模块与第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数；电压控制模块，用于接收来自基带映射模块的调制参考信息，调制参考信息是根据待发送基带数字信号获得的；所述电压控制模块，还用于根据所述调制参考信息，设置X个第一频率选择模块的调制参数；所述电压控制模块，还用于根据所述调制参考信息，设置Y个第二频率选择模块的调制参数；X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，用于接收来自发射天线发射的载波信号，对载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送，调制载波信号包括待发送基带数字信号的信息。
结合第三方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一频率选择模块是相移键控控制层，用于进行相移键控调制；第二频率选择模块是幅移键控控制层，用于进行幅移键控调制。
结合第三方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，调制参考信息包括：X个第一标识，与X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；X个第一标识与X个第一频率选择模块一一对应，Y个第二标识与Y个第二频率选择模块一一对应；X个第一频率选择模块，具体用于根据X个第一标识中的每个第一标识，将与第一标识对应的第一控制电压信息输入与第一标识对应的第一频率选择模块，以控制X个第一频率选择模块实现第一相位的调制；Y个第二频率选择模块，具体用于根据Y个第二标识中的每个第二标识，将与第二标识对应的第二控制电压信息输入与第二标识对应的第二频率选择模块，以控制Y个第二频率选择模块实现第一幅度的调制。
结合第三方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一控制电压信息是根据第一基础控制电压和干扰因子确定的；第一基础控制电压用于当一个第一频率选择模块单独工作，控制第一频率选择模块实现第一相位的调制；第二控制电压信息是根据第二基础控制电压和干扰参数确定的；第二基础控制电压用于当一个第二频率选择模块单独工作，控制第二频率选择模块实现第一幅度的调制；其中，干扰因子是X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块同时工作时对第一相位和第一幅度产生的干扰。
本申请实施例的第四方面，提供一种基带映射模块，该基带映射模块可以包括：通信单元和处理单元；通信单元，用于接收待发送基带数字信号；处理单元，用于根据待发送基带数字信号获取调制参考信息；通信单元，还用于向多层可重构天线MRA发送调制参考信息,MRA包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，第一频率选择模块与第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。
结合第四方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，处理单元，具体用于根据待发送基带数字信号和对应参数表，获取调制参考信息；其中，对应参数表包括：2M个基带数字信号和与每个基带数字信号一一对应的调制参考信息；2M个基带数字信号包括待发送基带数字信号；2M个基带数字信号与星座图包括的2M个星座点一一对应，M为大于1的整数。
结合第四方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，调制参考信息包括：X个第一标识，与X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；其中，X个第一标识与X个第一频率选择模块一一对应，Y个第二标识与Y个第二频率选择模块一一对应。
本申请实施例的第五方面，提供一种信号调制系统，该系统可以包括上述第三方面中任一项的多层可重构天线MRA，上述第四方面中任一项的基带映射模块，振荡器，与振荡器连接的功率放大器，以及与功率放大器连接的发射天线；振荡器用于生成载波信号，并将载波信号传输至功率放大器；功率放大器用于对载波信号进行放大，并将放大后的载波信号传输至发射天线；发射天线用于发射放大后的载波信号。
本申请实施例的第六方面，提供一种多层可重构天线MRA，该MRA可以包括：腔体，设置于腔体外的电压控制模块，以及封装在腔体内的多层频率选择表面MFSS；电压控制模块与MFSS电连接；MFSS包括：沿信号传播方向依次间隔排列的多个频率选择模块，每个频率选择模块包括相对设置的第一表面和第二表面，多个频率选择模块在腔体内的朝向相同；其中，多个频率选择模块包括X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，第一频率选择模块与第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。
结合第六方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，相邻两个频率选择模块之间的距离等于载波信号波长，或者，相邻两个频率选择模块之间的距离等于载波信号波长的N分之一，其中，N等于2或4。
结合第六方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，腔体沿垂直于信号传播方向的截面面积与MFSS沿垂直于信号传播方向的截面面积相同；腔体沿信号传播方向的长度大于MFSS沿信号传播方向的长度。
结合第六方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，MRA还包括：发射天线；发射天线封装在腔体内，与MFSS包括的在信号传播方向上的第一个频率选择模块相对设置，用于发射载波信号。
结合第六方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，腔体的一个侧面上设置有通孔，发射天线的一端嵌设于通孔内。
结合第六方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，腔体是导电材质。
可以理解地，上述提供的第三方面的MRA，第四方面的基带映射模块，第五方面的信号调制系统以及第六方面的MRA均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为现有技术提供的一种数字调制的系统组成意图；
图2为现有技术提供的一种基于单层可重构天线的DAM组成示意图；
图3为本申请实施例提供的一种基于多层可重构天线的DAM组成示意图；
图4为本申请实施例提供的一种信号调制方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种MRA的组成示意图；
图6为本申请实施例提供的一种调制模式为16-QAM的星座图映射的示意图；
图7A为本申请实施例提供的一种周期阵列单元的剖面结构示意图；
图7B为本申请实施例提供的一种周期阵列单元的表面A的结构示意图；
图7C为本申请实施例提供的一种周期阵列单元的表面B的结构示意图；
图8A为本申请实施例提供的一种调制模式为32-QAM的星座图的示意图；
图8B为本申请实施例提供的一种调制模式为64-QAM的星座图的示意图；
图9A为本申请实施例提供的一种MRA的组成示意图；
图9B为本申请实施例提供的一种基带映射模块的组成示意图；
图10为本申请又一实施例提供的一种MRA的封装结构示意图。
具体实施方式
应当理解，尽管在以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述频率选择模块，但频率选择模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将频率选择模块彼此区分开。例如，在不脱离这些实施例范围的情况下，第一频率选择模块也可以被称为第二频率选择模块，类似地，第二频率选择模块也可以被称为第一频率选择模块。
在DAM中，调制依赖于RA的设计。具体的：通过可控制的变量来改变RA的部分参数，如天线的结构，尺寸，材质，或者改变天线内部部分元器件的值，如电阻，电容，二极管，以对载波信号的幅度或相位等信息产生影响，从而实现载波信号的调制。但目前常用的RA的设计通常采用的是SRA。而SRA限制了调制模式的选择空间。目前只能对载波信号实现在单一维度上幅度或相位的调制，且只能实现低阶调制。以ASK调制为例。在进行ASK调制时，可通过控制RA的开关值，或者改变RA中特定二极管的值来实现天线工作和不工作的两种状态，以在载波信号的幅度上进行0和1两种不同状态的调制。可以看到的是，在进行ASK调制时，只能实现二阶调制，即低阶调制，无法实现高于二阶的调制(即无法实现高阶调制)。这便限制了数字信号代表的信息量大小，从而限制了信号的传输速率，降低了系统的信息容量。
鉴于此，本申请实施例提供一种信号调制的方法，基于多层可重构天线(Multilayer Reconfigurable Antenna，MRA)，实现了DAM中的高阶调制，提高了数字信号代表的信息量大小，从而增加了信号的传输速率，提高了系统的信息容量。
请参考图3，为本申请实施例提供的一种信号调制方法的组成示意图。该信号调制系统也可以称为DAM。如图3所示，该信号调制系统可以包括：振荡器301、功率放大器302、发射天线303，MRA 304以及基带映射模块305。
其中，振荡器301的输出端与功率放大器302的输入端连接，功率放大器302的输出端连接发射天线303。基带映射模块305的输入端用于接收待发送基带数字信号，输出端与MRA304连接。
振荡器301产生的载波信号通过功率放大器302进行功率放大，然后由发射天线303发射到MRA 304进行调制。且在本申请实施例中，MRA 304可以包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，能够对载波信号同时实现幅度和相位的调制。
另外，本申请实施例中，基带映射模块305通过对待发送基带数字信号进行星座图映射，将待发送基带数字信号转化为星座图上不同星座点对应的相位信息和幅度信息，并通过设置的对应参数表，获得与上述相位信息和幅度信息对应的不同频率选择模块的控制电压信息，并将获得的不同频率选择模块的控制电压信息携带在调制参考信息中发送给MRA 304。
MRA 304根据接收到的调制参考信息同时设置MRA 304中的X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块的调制参数，以使得MRA 304能够对载波信号同时实现幅度和相位的调制，从而将待发送基带数字信号的信息调制加载到载波信号中并发送。
需要说明的是，由于本申请实施例中的MRA是包括多个频率选择模块的，且这多个频率选择模块可以同时工作，以实现对载波信号幅度信息和相位信息的同时调制。因此，该多个频率选择模块可以包括具有两种不同调制方式的频率选择模块。也就是说，该多个频率选择模块可以包括X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块。其中，第一频率选择模块与第二频率选择模块具有不同的调制方式。例如，第一频率选择模块是相移键控(PSK)控制层，用于进行相移键控调制。第二频率选择模块是幅移键控(ASK)控制层，用于进行幅移键控调制。
另外，由于本申请实施例中的MRA，能够同时实现幅度和相位的调制，因此可以实现高阶调制。上述可以实现高阶调制的调制模式可以包括：高阶正交振幅调制(QuadratureAmplitude Modulation，QAM)中的16-QAM，32-QAM，64-QAM等。可以理解的是，MRA 304包括的第一频率选择模块和第二频率选择模块个数大于或等于1即可，也就是说，X和Y均为大于或等于1的整数，X和Y的取值可以相同，也可以不同。另外，在本实施例中，频率选择模块(如上述第一频率选择模块，第二频率选择模块)也可以称为频率选择表面(FSS)。需要说明的是，MRA 304包括的第一频率选择模块的个数和第二频率选择模块个数越多，MRA 304实现调制的精准度更高。
下面将结合附图，以调制模式为16-QAM，MRA包括：2个第一频率选择模块和2个第二频率选择模块(即，X＝Y＝2)为例，对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
请参考图4，为本申请实施例提供的一种信号调制方法的流程示意图。该方法可以包括：
S401、基带映射模块接收待发送基带数字信号。
其中，基带映射模块可以接收需要发送的基带数字信号。需要发送的基带数字信号可以是由二进制比特信息表示的信号。例如，需要发送的基带数字信号为：1110101111111010。基带映射模块在收到需要发送的基带数字信号后，可以对其进行预处理和位数划分。
例如，在调制模式为16-QAM的场景下，可以将需要发送的基带数字信号划分为4位一组的待发送基带数字信号。以需要发送的基带数字信号为1110101111111010为例，基带映射模块在收到该信号后，可以将其划分为1110’1011’1111’1010。也就是说，待发送基带数字信号为1110，1011，1111以及1010。
S402、基带映射模块根据待发送基带数字信号获取调制参考信息。
针对每一个包含4个比特位信息的待发送基带数据信号，基带映射模块可以根据待发送基带数字信号和对应参数表，获取待发送基带数字信号对应的调制参考信息。
在一些实施例中，对应参数表可以包括：2M个基带数字信号和与每个基带数字信号一一对应的调制参考信息。该2M个基带数字信号包括上述待发送基带数字信号。M为大于1的整数。
在本申请实施例中，基带映射模块可以通过向不同频率选择模块输入不同的控制电压信息，以实现对对应频率选择模块的调制参数的设置，从而使每个频率选择模块能够对载波信号幅度信息或相位信息的调制，实现整个MRA对载波信号幅度信息和相位信息的同时调制，即将基带数字信号的信息调制加载到载波信号上。为了区分输入不同频率选择模块的控制电压信息，可以将输入不同频率选择模块的控制电压信息与频率选择模块对应的标识(如第一标识或第二标识)关联起来。也就是说，上述调制参考信息可以包括：X个第一标识，与X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息。其中，X个第一标识与X个第一频率选择模块一一对应，Y个第二标识与Y个第二频率选择模块一一对应。
综上，作为一种示例，以X和Y均为2为例。上述对应参数表可以如表1所示。
表1
Figure BDA0002073711310000071
结合上述表1，以待发送基带数字信号为1010举例说明。在基带映射模块接收到该待发送基带数字信号，即1010后，可以根据该待发送基带数字信号(1010)和表1所示的对应参数表，获取该待发送基带数字信号(1010)对应的调制参考信息。该调制参考信息包括：第一标识1，与第一标识1对应第一控制电压信息1-11，第一标识2，与第一标识2对应第一控制电压信息2-11，第二标识1，与第二标识2对应第二控制电压信息1-11，第二标识2，与第二标识2对应第二控制电压信息2-11。其中，请参考图5，第一标识1与图5中的频率选择模块A对应，第一标识2与图5中的频率选择模块B对应，第二标识1与图5中的频率选择模块C对应，第二标识2与图5中的频率选择模块D对应。这样，根据对应标识就可以准确的确定控制电压信息对应的频率选择模块。
S403、基带映射模块向MRA发送调制参考信息。
S404、MRA根据调制参考信息，设置X个第一频率选择模块的调制参数和Y个第二频率选择模块的调制参数。
其中，结合图5，MRA可以包括电压控制模块503，2个第一频率选择模块501及2个第二频率选择模块502。2个第一频率选择模块501分别为：频率选择模块A和频率选择模块B。2个第二频率选择模块502分别为：频率选择模块C和频率选择模块D。
示例性的，在基带映射模块发送了调制参考信息后，可由电压控制模块503来接收该调制参考信息。
请参考图5，电压控制模块503在接收到调制参考信息后，可以根据调制参考信息中的标识和与该标识对应控制电压信息，设置第一频率选择模块501的调制参数。例如，结合表1，电压控制模块503可以根据第一控制电压信息1-11设置频率选择模块A的调制参数，如控制频率选择模块A上的周期阵列单元的电压。类似的，电压控制模块503根据第一控制电压信息2-11、第二控制电压信息1-11以及第二控制电压信息2-11分别设置频率选择模块B、频率选择模块C和频率选择模块D的调制参数。
S405、MRA接收来自发射天线发射的载波信号。
S406、MRA通过X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块对载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送，调制载波信号包括待发送基带数字信号的信息。
MRA对于接收到的载波信号，当其输入设置了调制参数的频率选择模块A时，频率选择模块A便可实现对该载波信号对应相位或幅度的调制。同样的，当其输入设置了调制参数的频率选择模块B、频率选择模块C及频率选择模块D时，也可实现对该载波信号对应相位或幅度的调制。因此，MRA通过设置了调制参数的X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块就可以同时对载波信号进行幅度和相位的调制。
在本申请实施例中，上述对应参数表可以是预先配置的。具体的，以调制模式为16-QAM时，MRA包括：2个第一频率选择模块和2个第二频率选择模块(即，X＝Y＝2)为例，对上述对应参数表的获取过程进行说明。
步骤1，可以通过星座图映射，获取2M个基带数字信号与星座图中每个星座点的相位信息和幅度信息的一一对应关系。
在调制模式为16-QAM时，一个星座点可以对应四位二进制比特信息，此时，每个基带数字信号可以是包含四位二进制比特信息的信号。另外，在调制模式为16-QAM时，星座图可以包括16个星座点，具有16组不同的相位信息和幅度信息，因此可以用于表示16个不同的基带数字信号，也就是说，M等于4。
步骤2，可以获取16组相位信息和幅度信息与4个频率选择模块的电压控制信息的一一对应关系。
步骤3，根据16个基带数字信号与星座图中每个星座点的相位信息和幅度信息的一一对应关系，以及16组相位信息和幅度信息与4个频率选择模块的电压控制信息的一一对应关系，便可确定出16个基带数字信号，以及与16个基带数字信号一一对应的4个频率选择模块的电压控制信息，即获得上述对应参数表。
以下结合附图，对上述步骤1-步骤3，即获得对应参数表的过程进行详细说明。
其中，在步骤1中，可以将16个不同的基带数字信号分别映射到星座图上。16个不同的基带数字信号可以为：0000,0001，…,1010,…,1110，1111。
请参考图6，在调制模式为16-QAM时，星座图上可以包括16个星座点。每个象限可以包括4个星座点。每个星座点到原点的距离可以用来表示幅度，星座点与原点的连线与I轴正方向的夹角可以用来表示相位。假设I轴和Q轴的电平位分别为1和3。基于此，在第一象限中可以得到：坐标为(1,1)的星座点P1，坐标为(1,3)的星座点P2，坐标为(3,1)的星座点P3，以及坐标为(3,3)的星座点P4。
在幅度信息上，假设星座图上距离原点最远的点P4到原点的距离为单位1，即星座图中的P4的幅度信息为1。由此，可以得到P1的幅度信息为0.33，P2的幅度信息为0.75，P3的幅度信息为0.75。在相位信息上，根据每个星座点的坐标，可以得到每个星座点对应的相位信息，即P1的相位信息为45°，P2的相位信息为18.5°，P3的相位信息为71.5°，P4的相位信息为45°。由此，在第一象限可以得到具有不同幅度信息和相位信息的4个星座点。
以此类推，在第二象限、第三象限和第四象限都可以确定出每个象限对应的4个星座点以及与每个星座点对应的幅度信息和相位信息。需要说明的是，为了区分不同象限星座点的幅度信息差异，可以设置第一象限和第二象限的星座点的幅度为正，设置第三象限和第四象限的星座点的幅度为负，也可设置第一象限和第四象限的星座点的幅度为正，第二象限和第三象限的星座点的幅度为负。本实施例在此不做限制。
由此，实现了调制模式为16-QAM时星座图中的16个星座点与16组相位信息和幅度信息的一一对应。
这样，将16个不同的基带数字信号分别与上述星座图中的星座点一一对应，完成星座图映射。经过星座图映射后，实现了16个基带数字信号与16组相位信息和幅度信息的一一对应。作为一种示例，16个基带数字信号与16组相位信息和幅度信息的对应关系可以如表2所示。
表2
基带数字信号 星座点 幅度信息 相位信息
1111 P<sub>1</sub> 0.33 45°
1011 P<sub>2</sub> 0.75 18.5°
1010 P<sub>3</sub> 0.75 71.5°
1110 P<sub>4</sub> 1 45°
…… …… …… ……
需要注意的是，在基带数字信号与星座点的对应关系中，每两个相邻的星座点对应的基带数字信号对应的格雷码只有一位不同，以提高系统的容错性。例如，请参考图6，并结合表2，在图6所示的星座图的第一象限中，示出了4个星座点，分别为P1，P2，P3以及P4。其中，与P4相邻的星座点为P2和P3。当P4对应的基带数字信号为1110时，P2和P3对应的基带数字信号只能与1110对应的格雷码有1位不同。例如，如表2所示，星座点P2对应的基带数字信号为1011，星座点P3对应的基带数字信号为1010。可以理解的，星座点P2也可以对应其他的与1110只有一位格雷码不同的基带数字信号，如0110,1111等。这样，当需要对基带数字信号(1110)进行星座图映射时，如果发生由于系统误差等因素导致的位置的偏移，误将1110映射到了与P4相邻的P2或者P3，那么由于这种误差只会引起一位信息错误，从而提高了系统的容错性。同样的，与P1对应的基带数字信号，及星座图上其他象限的星座点与基带数字信号的对应关系也可以通过该方式确定。
可以理解的是，本申请实施例中，表2只是示出了基带数字信号与星座点的对应关系的一部分。在调制模式为16-QAM时，除了第一象限之外的第二、三、四象限也存在类似的对应关系。同时，基带数字信号与星座点的对应关系并不仅仅局限于表1中示出的关系，例如，也可以是1011对应P1，1010对应P2，1111对应P3，1110对应P4。本申请实施例在此不做具体限制。
在步骤2中，结合图5，本申请实施例提供的一种MRA的组成示意图。如图5所示，MRA中可以包括电压控制模块503、X个第一频率选择模块501以及Y个第二频率选择模块502。图5中以X＝Y＝2为例示出。
可以通过电压控制模块503给2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块502输入不同的电压控制信息，以使得2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块502实现至少16种不同的相位调制和幅度调制组合。这16种不同的相位调制和幅度调制组合与上述步骤1中获得的相位信息和幅度信息一一对应。
其中，如图5所示，第一频率选择模块和第二频率选择模块均可以由多个周期阵列单元组成。示例性的，周期阵列单元可以由图7A，图7B以及图7C所示出的结构构成。
请参考图7A，周期阵列单元可以由表面A 701(也可以称为面部)、与表面A 701相对设置的表面B 702(也可以称为背部)、设置于表面A 701和表面B 702之间的绝缘体基底703以及贯穿绝缘基底的用于连接表面A 701和表面B 702的金属偏置线704组成。金属偏置线704与表面A 701相交于第一偏置点705，金属偏置线704与表面B 702相交于第二偏置点706。
表面A 701和表面B 702是大小形状相同的矩形结构。周期阵列单元的边长可以约等于1/4λ，λ为载波信号的波长。例如，当无线传输频率为1.8GHz时，周期阵列单元的边长可以是40cm。
请参考图7B，表面A 701由金属覆盖，并设置有无金属矩形环707。无金属矩形环707的周长近似于载波信号的波长λ。无金属矩形环707将表面A701的金属表面分割成一个内部的金属矩形面710和一个外部的金属矩形环708。在无金属矩形环707的四个矩形边上分别设置可调器件709。可调器件709的一端与金属矩形面710连接，另一端与金属矩形环708连接。可调器件709可以通过改变其两端加载的电压调整自身的电参数。电参数可以包括电阻值或电容值等。例如，可调器件使用PIN二极管，电参数可以是电阻值。又如，可调器件使用变容二极管，电参数可以是电容值。可以理解的是，在本实施例的实现方法中，无金属矩形环707每个边上的可调器件可以是一个，也可以是多个，本申请实施例在此不做限制。
请参考图7C，表面B 702设置十字金属线711。
其中，表面A 701的金属矩形面710可通过第一偏置点705、金属偏置线704以及第二偏置点706与表面B 702上的十字金属线711相导通。
结合图5，图7A，图7B以及图7C，电压控制模块503与频率选择模块包括的每个周期阵列单元的表面A 701上的金属矩形环708以及表面B 702上的十字金属线711连接。电压控制模块503可以通过改变每个周期阵列单元的表面A 701上的金属矩形环708和表面B 702上的十字金属线711的基础控制电压，以使得在可调器件709的两端加载不同的电压，进而对可调器件709进行动态控制，使得该频率选择模块表现出不同的带通或带阻的频率选择特性。也就是说，电压控制模块503通过改变输入该频率选择模块的基础控制电压，可以实现对该频率选择模块调制参数的控制，从而实现载波信号的相位调制或幅度调制。
例如，当可调器件709是PIN二极管时，电压控制模块503通过改变第二频率选择模块包括的每个周期阵列单元的表面A 701的金属矩形环708和表面B 702的十字金属线711的基础控制电压，可以改变PIN二极管中的电阻值，从而实现对载波信号的幅度调制。又如，当可调器件710是变容二极管时，电压控制模块503通过改变第一频率选择模块包括的每个周期阵列单元的表面A 701的金属矩形环708和表面B 702的十字金属线711的基础控制电压，可以改变变容二极管中的电压值，从而实现对载波信号的相位调制。
可以理解的是，图7A、图7B以及图7C所示出的结构只是周期阵列单元，表面A以及表面B结构的一种示例，其他类似的结构或者可以通过改变控制电压进行空间调制的阵列单元均在本申请的保护范围之内。
在本申请实施例中，可以通过调整输入2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块的基础控制电压信息，使得2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块502实现至少16种不同的相位调制和幅度调制。
作为一种示例，16种不同的相位信息和幅度信息，与输入2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块502的基础控制电压信息的映射关系可以如表3所示。
表3
Figure BDA0002073711310000111
由表3可知，与相位为45°，且幅度为0.33对应的基础控制电压信息包括：第一标识1，与第一标识1对应的第一控制电压信息1-16，第一标识2，与第一标识2对应的第一控制电压信息2-16，第二标识1，与第二标识1对应的第二控制电压信息1-16，第二标识2，与第二标识2对应的第二控制电压信息2-16。类似的，根据表3，也可以得到相位为18.5°，幅度为0.75对应的基础控制电压信息，以及其他相位信息和幅度信息对应的基础控制电压信息。
请参考图5，并结合表3，以第一标识1与图5中的频率选择模块A对应，第一标识2与图5中的频率选择模块B对应，第二标识1与图5中的频率选择模块C对应，第二标识2与图5中的频率选择模块D对应举例说明，当电压控制模块503将第一控制电压信息1-16输入频率选择模块A，同时，将第一控制电压信息2-16输入频率选择模块B，将第二控制电压信息1-16输入频率选择模块C，以及将第二控制电压信息2-16输入频率选择模块D时，就可以使得MRA实现幅度为0.33以及相位为45°的高阶调制。
这样，在步骤3中，根据上述表2和表3便可得到上述表1所示的对应关系表，即得到16个基带数字信号与电压控制信息的对应关系。此时，表1中的控制电压信息即为表3中的基础控制电压信息。例如，基带数字信号为1111时，对应的电压控制信息是与第一标识1对应的第一控制电压信息1-16，与第一标识2对应的第一控制电压信息2-16，与第二标识1对应的第二控制电压信息1-16以及与第二标识2对应的第二控制电压信息2-16。当将电压控制信息输入2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块502时，就可以可实现幅度为0.33，相位为45°的调制。
需要注意的是，如图5示出的，每个频率选择模块均由多个周期阵列单元构成，控制频率选择模块的调制参数具体是通过控制频率选择模块上每个周期阵列单元的调制参数实现的。因此，可以理解，上述表3中示出的与每个标识对应的控制电压信息均包括频率选择模块上的周期阵列单元的位置信息和对应的周期阵列单元的基础控制电压。例如，在调制模式为16-QAM时，在需要进行幅度为0.33，相位为45°的高阶调制时，假设第一标识1对应频率选择模块A，频率选择模块A上有16个周期阵列单元，那么，与第一标识1对应的第一控制电压信息1-16中至少可以包括16个周期阵列单元的位置信息，以及与16个周期阵列单元的位置信息一一对应的基础控制电压。
另外，根据上述周期阵列单元的工作原理，每个周期阵列单元的基础控制电压信息都至少包括一组电压信息。例如(V1,V1')可以用来表示频率选择模块中的位置信息为1的周期阵列单元的基础控制电压，其中，V1可以表示该周期阵列单元的第一表面的基础控制电压，V1'可以表示该周期阵列单元的第二表面的基础控制电压。
但是，上述基础控制电压信息是根据一个频率选择模块单独工作时，控制该频率选择模块实现对应相位或者幅度的调制获得的。而在上述2个第一频率选择模块501和2个第二频率选择模块502同时工作，会存在板间干扰，这些干扰会对载波信号的调制产生不可忽略的影响。本申请实施例，为了减小多个频率选择模块同时工作时产生的板间干扰，可以引入干扰因子，对上述基础控制电压信息进行调整，然后将调整后的控制电压信息作为本申请实施例表1中的所述的控制电压信息。
示例性的，根据干扰因子对基础控制电压进行调整，以获得最终需要的控制电压信息。具体的，可以控制多个频率选择模块同时工作，并通过多次对控制电压信息的调整，获取符合要求的调制载波信号，即实现符合要求的相位和幅度的调制。以调整后的控制电压信息作为加入干扰因子后的控制电压信息。
以图5示出的MRA为例，结合表3，当需要实现幅度为0.33，相位为45°的调制时，将第一控制电压信息1-16输入到第一标识1对应得到频率选择模块中，将第一控制电压信息2-16输入到第一标识2对应的频率选择模块中，将第二控制电压信息1-16输入到第二标识1对应的频率选择模块中，并将第二控制电压信息2-16输入到第二标识2对应的频率选择模块中。监控经MRA调制后的调制载波信号，并分析。不断改变每个控制电压信息中包括的各个周期阵列单元的输入电压，直到调制载波信号的幅度接近0.33，相位接近45°。那么，此时改变后的控制电压信息就是加入干扰因子以后的控制电压信息。示例性的，可以用(Vn,Vn')表示MRA中一个频率选择模块上第n个周期阵列单元的基础控制电压，用(Vn D,Vn D')表示加入干扰因子后的MRA中的一个频率选择模块上的第n个周期阵列单元得到控制电压，其中，n为上述频率选择模块上的周期阵列单元的个数。也就是说，在将干扰因子考虑进来后，可以对表3示出的基础控制电压信息进行调整，获取加入干扰因子的控制电压信息，从而将调整后的控制电压信息作为本申请实施例表1中的所述的控制电压信息。
可以理解的是，在将干扰因子考虑进来后，可以较好的控制MRA进行调制，得到不受板间干扰的或者板间干扰较小的调制载波信号。
其中，以上实施例中均以调制模式为16-QAM时为例进行说明的。容易理解的，如图8A和图8B所示，通过等位圆的划分，相较于调制模式16-QAM，调制模式为32-QAM或64-QAM时星座图中会包含更多的星座点，也会对应更多的相位信息和幅度信息。例如，如图8A所示，在调制模式为32-QAM时星座图中会包含32个星座点。以第一象限的星座点为例，在第一象限中不同星座点可以对应五个幅度信息和七个相位信息。又例如，如图8B所示，在调制模式为64-QAM时中座图中会包含64个星座点。以第一象限的星座点为例，在第一象限不同星座点可以对应九个幅度信息和十三个相位信息。
需要说明的是，在本申请实施例中，也可以获得调制模式为32-QAM或64-QAM，甚至128-QAM，256-QAM时对应参数表，以实现更高阶的调制。调制模式为32-QAM或64-QAM，甚至128-QAM，256-QAM时对应参数表的获取过程，与上述实施例中在调制模式为16-QAM时对应参数表的获得过程类似，此处不再详细赘述。在获得调制模式为32-QAM或64-QAM，甚至128-QAM，256-QAM时对应参数表后，结合上述S401-S406的方法，就可以实现在DAM中的更高阶的调制。
另外，当需实现调制模式为32-QAM或64-QAM，甚至128-QAM，256-QAM的调制时，对于MRA中包括的第一频率选择模块的个数及第二频率选择模块的个数，可以与实现调制模式为16-QAM时，MRA中包括的第一频率选择模块的个数及第二频率选择模块的个数相同。也可以不同。示例性的，调制模式的实现调制的阶数越高，MRA在设计时可以包括越多的第一频率选择模块及第二频率选择模块，以使得更高阶数的调制模式能够实现更高精度的相位信息或幅度信息的调制。例如，在上述实施例中，调制模式为16-QAM时使用了两个第一频率选择模块(如控制ASK层)及两个第二频率选择模块(如PSK控制层)。在调制模式为32-QAM时，可以使用四个第一频率选择模块(如控制ASK层)和四个第二频率选择模块(如PSK控制层)。
要强调的是，MRA中包括的第一频率选择模块的个数及第二频率选择模块的个数，与调制阶数并不是固定对应的，在本实施例中也可以进行动态调节。当然，也可以适当减小MRA中包括的第一频率选择模块的个数及第二频率选择模块的个数，以降低系统的复杂度和控制电压设置的复杂度，提升系统稳定性。
本申请实施例提供的信号调制方法，通过星座图映射，将待发送基带数字信号转化为包括不同频率选择模块的控制电压的调制参考信息，提高了数字信号代表的信息量大小。且MRA根据调制参考信息设置其包含的多个频率选择模块的调制参数，以对载波信号进行调制，获取包括待发送基带数字信号的信息的调制载波信号。通过多个频率选择模块实现了对载波的相位和幅度的同时调制，即实现了在DAM中的基于MRA的高阶调制，增加了信号的传输速率，提高了系统的信息容量。另外，控制电压信息中将干扰因子考虑了进来，不仅可以较好的控制MRA进行调制，而且解决了由于受板间干扰导致的MRA中不同频率选择模块之间无法协调合作的问题。
可以理解的是，MRA以及基带映射模块为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对MRA以及基带映射模块进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图9A示出了上述实施例中涉及的MRA的一种可能的组成示意图，如图9A所示，该MRA包括：电压控制模块901，X个第一频率选择模块902以及Y个第二频率选择模块903。
其中，电压控制模块901，用于接收基带映射模块根据待发送基带数字信号获得的调制参考信息。
电压控制模块901，还用于根据所述调制参考信息，设置所述X个第一频率选择模块以及Y个第二频率选择模块的调制参数。
示例性的，电压控制模块901可以用于执行上述图4所示信号调制方法的S404。
X个第一频率选择模块902和Y个第二频率选择模块903，用于接收来自发射天线发射的载波信号，对所述载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送。示例性的，处理单元902可以用于执行上述图4所示信号调制方法的S405-S406。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图9B示出了上述实施例中涉及的基带映射模块的一种可能的组成示意图，如图9B所示，该过基带映射模块包括：通信单元904和处理单元905。
其中，通信单元904，用于接收待发送基带数字信号。示例性的，通信单元904可以用于执行上述图4所示信号调制方法的S401。
处理单元905，用于根据所述待发送基带数字信号获取调制参考信息。示例性的，处理单元905可以用于执行上述图4所示信号调制方法的S402。
通信单元904，还用于向MRA发送调制参考信息。示例性的，通信单元904还可以用于执行上述图4所示过温保护方法的S403。
需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。本申请实施例提供的MRA以及基带映射模块，用于执行上述信号调制方法，因此可以达到与上述信号调制方法相同的效果。
本申请又一实施例提供一种多层可重构天线(MRA)，可以用于实现在DAM中基于MRA的高阶调制。以下结合附图进行详细说明。
请参考图10，该MRA包括：腔体1006，设置于腔体1006外的电压控制模块1007，以及封装在腔体1006内的多层频率选择表面MFSS 1003，其中，电压控制模块1007与MFSS 1003电连接。例如，电压控制模块1007可以与MFSS 1003通过导线连接。
将电压控制模块1007设置于腔体1006外方便电压控制模块1007的控制，还可以便于电压控制模块1007的控制电压的动态调整。
其中，MFSS 1003可以包括：沿信号传播方向依次间隔排列的多个频率选择模块，每个频率选择模块包括相对设置的第一表面和第二表面，多个频率选择模块在腔体1006内的朝向相同。可以理解的是，上述信号传播方向可以是载波信号的传播方向，如图10中所示的箭头方向。多个频率选择模块的第一表面均与信号传播方向相对。
上述第一表面由频率选择模块包括的周期阵列单元的表面A组成，上述第二表面由频率选择模块包括的周期阵列单元的表面B组成。周期阵列单元的具体描述可以参考上述附图7A，图7B以及图7C。需要说明的是，在MRA工作的过程中，需要其中的周期阵列单元工作在于载波信号对应的频率下。结合图7A，图7B以及图7C所示出的周期阵列单元，本申请实施例中，随着载波信号频率的变化，无金属矩形环707的宽度、无金属矩形环707与第一偏置点705的距离、十字金属线711的宽度以及金属偏置线704的位置均可随之改变。具体的，针对不同的频率，可以通过多次仿真实验，并结合真实使用情况确定无金属矩形环707的宽度、无金属矩形环707与第一偏置点705的距离、十字金属线711的宽度以及金属偏置线704的位置。例如，当工作频率为1.8GHz时无金属矩形环的宽度可以是1cm，无金属矩形环与偏置点的距离可以是0.3cm，十字金属线的宽度可以是1cm，金属偏置线的位置可以位于绝缘基底的中心。
需要说明的是，本实施例中，对于多个频率选择模块，如X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块的排列顺序并不做具体限制。第一频率选择模块中的频率选择模块和第二频率选择模块中的频率选择模块可以分组排布(如沿信号传播方向将第一频率选择模块设置完后再设置第二频率选择模块，或沿信号传播方向将第二频率选择模块设置完后再设置第一频率选择模块)，也可以将第一频率选择模块和第二频率选择模块交叉排布。如图10所示，以X＝Y＝2为例，2个第一频率选择模块分别为频率选择模块A和频率选择模块B，2个第二频率选择模块分别为频率选择模块C和频率选择模块D。例如，如图10所示，频率选择模块D，频率选择模块C，频率选择模块B和频率选择模块A可以按照D-C-B-A的顺序沿信号传播方向依次间隔排列。又例如，频率选择模块D，频率选择模块C，频率选择模块B和频率选择模块A可以按照D-B-C-A的顺序沿信号传播方向依次间隔排列，当然也可以是其他的排列顺序。同时，每个频率选择模块包括多个周期阵列单元，本实施例对包括的周期阵列单元的个数不做限制。另外，对频率选择模块上的周期阵列单元的排布方式也不做限制。例如，参见图10所示，频率选择模块可以包括16个周期阵列单元，且这16个周期阵列单元按照4*4矩阵的方式排布。其他类似的结构或者原理上相近的结构均应包含在本申请实施例的保护范围内。
进一步的，相邻两个频率选择模块之间的距离近似于载波信号波长的N分之一。其中，N可以为大于0的整数。例如，N可以等于1或者2或者4。也就是说，相邻两个频率选择模块之间的距离可以近似于载波信号的波长，或者，相邻两个频率选择模块之间的距离也可以近似于载波信号波长的二分之一，或者，相邻两个频率选择模块之间的距离还可以近似于载波信号波长的四分之一。例如，在图10所示的排列顺序下，频率选择模块A和频率选择模块B之间的距离近似于载波信号波长的四分之一，频率选择模块B和频率选择模块C之间的距离也近似于载波信号波长的四分之一，频率选择模块C和频率选择模块D之间的距离也近似于载波信号波长的四分之一。
进一步的，腔体1006沿垂直于信号传播方向的截面面积与MFSS 1003沿垂直于信号传播方向的截面面积相同。例如，如图10所示，腔体1006沿垂直于信号传播方向的截面1的面积，与MFSS 1003沿垂直于信号传播方向的截面2的面积相同。
进一步的，腔体1006沿信号传播方向的长度大于MFSS 1003沿信号传播方向的长度。例如，如图10所示，腔体1001沿信号传播方向的长度a比MFSS 1003沿信号传播方向的长度b略大，长度a与长度b之差约为一个间隔单位。间隔单位指的是相邻两个频率选择模块之间的距离。
另外，在本实施例中，上述腔体1006的结构的设计目的是为了完整的封装MFSS1003，及可以加入的其他模块。例如，如图10所示，该MRA还可以包括发射天线1005。该发射天线1005可设置于腔体1006内。与MFSS 1003包括的在信号传播方向上的第一个频率选择模块(如图10中示出的频率选择模块D)相对设置，用于发射载波信号。
当然，还可以在腔体1006中加入其它模块，如功率放大器(Power Amplifier，PA)等，图10中未示出。另外，MRA中腔体1006的材质可以为导电材质，例如各种金属材质。
进一步的，可以将上述发射天线1005固定在腔体1006的上结构面内部，并留出横截面和发射天线1005尺寸相同或略大的外接电源的接口，方便进行馈电和发射天线1005的更换。例如，可以在腔体1006的一个侧面上设置通孔1004，发射天线1005的一端可以嵌设于该通孔1004内，以实现发射天线1005在腔体1006结构面内部的固定。
在本实施例中，电压控制模块1007可以根据接收到的与待发送基带数字信号对应的调制参考信息，控制MFSS 1003中的多个频率选择模块的调制参数。另外，载波信号可以通过通孔1004传输给发射天线1005，并由发射天线1005将载波信号发送到MRA腔体内的空间中。载波信号沿着传播方向依次通过MFSS 1003的多个频率选择模块(如图10中的频率选择模块D-C-B-A)，以实现载波信号幅度和相位的同时调制，即形成携带有待发送基带数字信号的信息的调制载波信号。也就是说，通过如图10所示出的MRA完成在DAM中的高阶调制。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述装置的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种信号调制方法，其特征在于，应用于多层可重构天线MRA，所述MRA包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，所述第一频率选择模块与所述第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数；所述方法包括：
所述MRA接收来自基带映射模块的调制参考信息，所述调制参考信息是根据待发送基带数字信号获得的；
所述MRA根据所述调制参考信息，设置所述X个第一频率选择模块的调制参数和所述Y个第二频率选择模块的调制参数；
所述MRA接收来自发射天线发射的载波信号；
所述MRA通过所述X个第一频率选择模块和所述Y个第二频率选择模块对所述载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送，所述调制载波信号包括所述待发送基带数字信号的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一频率选择模块是相移键控控制层，用于进行相移键控调制；
所述第二频率选择模块是幅移键控控制层，用于进行幅移键控调制。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述调制参考信息包括：X个第一标识，与所述X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与所述Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；所述X个第一标识与所述X个第一频率选择模块一一对应，所述Y个第二标识与所述Y个第二频率选择模块一一对应；
所述MRA根据所述调制参考信息，设置所述X个第一频率选择模块的调制参数和所述Y个第二频率选择模块的调制参数，包括：
所述MRA根据所述X个第一标识中的每个第一标识，将与所述第一标识对应的第一控制电压信息输入与所述第一标识对应的所述第一频率选择模块，以控制所述X个第一频率选择模块实现第一相位的调制；
所述MRA根据所述Y个第二标识中的每个第二标识，将与所述第二标识对应的第二控制电压信息输入与所述第二标识对应的所述第二频率选择模块，以控制所述Y个第二频率选择模块实现第一幅度的调制。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第一控制电压信息是根据第一基础控制电压和干扰因子确定的；所述第一基础控制电压用于当一个所述第一频率选择模块单独工作，控制所述第一频率选择模块实现所述第一相位的调制；
所述第二控制电压信息是根据第二基础控制电压和所述干扰参数确定的；所述第二基础控制电压用于当一个所述第二频率选择模块单独工作，控制所述第二频率选择模块实现所述第一幅度的调制；
其中，所述干扰因子是所述X个第一频率选择模块和所述Y个第二频率选择模块同时工作时对所述第一相位和所述第一幅度产生的干扰。
5.一种信号调制方法，其特征在于，应用于基带映射模块，所述方法包括：
所述基带映射模块接收待发送基带数字信号；
所述基带映射模块根据所述待发送基带数字信号获取调制参考信息；
所述基带映射模块向多层可重构天线MRA发送所述调制参考信息,所述MRA包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，所述第一频率选择模块与所述第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基带映射模块根据所述待发送基带数字信号获取调制参考信息，包括：
所述基带映射模块根据所述待发送基带数字信号和对应参数表，获取所述调制参考信息；
其中，所述对应参数表包括：2M个基带数字信号和与每个基带数字信号一一对应的调制参考信息；所述2M个基带数字信号包括所述待发送基带数字信号；所述2M个基带数字信号与星座图包括的2M个星座点一一对应，M为大于1的整数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述调制参考信息包括：X个第一标识，与所述X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与所述Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；
其中，所述X个第一标识与所述X个第一频率选择模块一一对应，所述Y个第二标识与所述Y个第二频率选择模块一一对应。
8.一种多层可重构天线MRA，其特征在于，所述MRA包括：电压控制模块，X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，所述第一频率选择模块与所述第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数；
所述电压控制模块，用于接收来自基带映射模块的调制参考信息，所述调制参考信息是根据待发送基带数字信号获得的；
所述电压控制模块，还用于根据所述调制参考信息，设置所述X个第一频率选择模块的调制参数；
所述电压控制模块，还用于根据所述调制参考信息，设置所述Y个第二频率选择模块的调制参数；
所述X个第一频率选择模块和所述Y个第二频率选择模块，用于接收来自发射天线发射的载波信号，对所述载波信号进行调制，获取调制载波信号并发送，所述调制载波信号包括所述待发送基带数字信号的信息。
9.根据权利要求8所述的MRA，其特征在于，
所述第一频率选择模块是相移键控控制层，用于进行相移键控调制；
所述第二频率选择模块是幅移键控控制层，用于进行幅移键控调制。
10.根据权利要求9所述的MRA，其特征在于，
所述调制参考信息包括：X个第一标识，与所述X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与所述Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；所述X个第一标识与所述X个第一频率选择模块一一对应，所述Y个第二标识与所述Y个第二频率选择模块一一对应；
所述X个第一频率选择模块，具体用于根据所述X个第一标识中的每个第一标识，将与所述第一标识对应的第一控制电压信息输入与所述第一标识对应的所述第一频率选择模块，以控制所述X个第一频率选择模块实现第一相位的调制；
所述Y个第二频率选择模块，具体用于根据所述Y个第二标识中的每个第二标识，将与所述第二标识对应的第二控制电压信息输入与所述第二标识对应的所述第二频率选择模块，以控制所述Y个第二频率选择模块实现第一幅度的调制。
11.根据权利要求10所述的MRA，其特征在于，
所述第一控制电压信息是根据第一基础控制电压和干扰因子确定的；所述第一基础控制电压用于当一个所述第一频率选择模块单独工作，控制所述第一频率选择模块实现所述第一相位的调制；
所述第二控制电压信息是根据第二基础控制电压和所述干扰参数确定的；所述第二基础控制电压用于当一个所述第二频率选择模块单独工作，控制所述第二频率选择模块实现所述第一幅度的调制；
其中，所述干扰因子是所述X个第一频率选择模块和所述Y个第二频率选择模块同时工作时对所述第一相位和所述第一幅度产生的干扰。
12.一种基带映射模块，其特征在于，所述基带映射模块包括：通信单元和处理单元；
所述通信单元，用于接收待发送基带数字信号；
所述处理单元，用于根据所述待发送基带数字信号获取调制参考信息；
所述通信单元，还用于向多层可重构天线MRA发送所述调制参考信息,所述MRA包括：X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，所述第一频率选择模块与所述第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。
13.根据权利要求12所述的基带映射模块，其特征在于，
所述处理单元，具体用于根据所述待发送基带数字信号和对应参数表，获取所述调制参考信息；
其中，所述对应参数表包括：2M个基带数字信号和与每个基带数字信号一一对应的调制参考信息；所述2M个基带数字信号包括所述待发送基带数字信号；所述2M个基带数字信号与星座图包括的2M个星座点一一对应，M为大于1的整数。
14.根据权利要求13所述的基带映射模块，其特征在于，
所述调制参考信息包括：X个第一标识，与所述X个第一标识一一对应的第一控制电压信息，Y个第二标识，以及与所述Y个第二标识一一对应的第二控制电压信息；
其中，所述X个第一标识与所述X个第一频率选择模块一一对应，所述Y个第二标识与所述Y个第二频率选择模块一一对应。
15.一种信号调制系统，其特征在于，包括：
如权利要求8-11中任一项所述的多层可重构天线MRA，如权利要求12-14中任一项所述的基带映射模块，振荡器，与所述振荡器连接的功率放大器，以及与所述功率放大器连接的发射天线；
所述振荡器用于生成载波信号，并将所述载波信号传输至所述功率放大器；
所述功率放大器用于对所述载波信号进行放大，并将放大后的所述载波信号传输至所述发射天线；
所述发射天线用于发射放大后的所述载波信号。
16.一种多层可重构天线MRA，其特征在于，所述MRA包括：腔体，设置于所述腔体外的电压控制模块，以及封装在所述腔体内的多层频率选择表面MFSS；所述电压控制模块与所述MFSS电连接；
所述MFSS包括：沿信号传播方向依次间隔排列的多个频率选择模块，每个频率选择模块包括相对设置的第一表面和第二表面，所述多个频率选择模块在所述腔体内的朝向相同；
其中，所述多个频率选择模块包括X个第一频率选择模块和Y个第二频率选择模块，所述第一频率选择模块与所述第二频率选择模块具有不同的调制方式，X和Y均为大于或等于1的整数。
17.根据权利要求16所述的MRA，其特征在于，相邻两个频率选择模块之间的距离等于载波信号的波长，或者，
相邻两个频率选择模块之间的距离等于载波信号波长的N分之一，其中，N等于2或4。
18.根据权利要求16或17所述的MRA，其特征在于，
所述腔体沿垂直于信号传播方向的截面面积与所述MFSS沿垂直于信号传播方向的截面面积相同；
所述腔体沿信号传播方向的长度大于所述MFSS沿信号传播方向的长度。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的MRA，其特征在于，所述MRA还包括：发射天线；
所述发射天线封装在所述腔体内，与所述MFSS包括的在信号传播方向上的第一个频率选择模块相对设置，用于发射载波信号。
20.根据权利要求19所述的MRA，其特征在于，所述腔体的一个侧面上设置有通孔，所述发射天线的一端嵌设于所述通孔内。
21.根据权利要求16-20中任一项所述的MRA，其特征在于，所述腔体是导电材质。
CN201910446197.4A 2019-05-27 2019-05-27 一种信号调制方法、装置和系统 Active CN112003812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910446197.4A CN112003812B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 一种信号调制方法、装置和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910446197.4A CN112003812B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 一种信号调制方法、装置和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112003812A true CN112003812A (zh) 2020-11-27
CN112003812B CN112003812B (zh) 2021-12-24

Family

ID=73461601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910446197.4A Active CN112003812B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 一种信号调制方法、装置和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112003812B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115173072A (zh) * 2022-06-24 2022-10-11 四川大学 一种具有多种调制的直接调制天线
CN116112025A (zh) * 2021-11-09 2023-05-12 华为技术有限公司 信号传输的方法和装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1168042A2 (en) * 2000-06-23 2002-01-02 Communications Research Laboratory, Independent Administrative Institution Optical frequency converter using reciprocating modulation
CN103051588A (zh) * 2012-12-05 2013-04-17 北京邮电大学 一种提升射频放大器能量效率的极化状态-幅度-相位联合调制方法
CN103179068A (zh) * 2013-04-10 2013-06-26 清华大学 星载高阶调制装置
CN103278817A (zh) * 2007-05-21 2013-09-04 空间数码系统公司 用于通过测量空间频率分量进行雷达成像的装置和方法
CN105490749A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 北京科技大学 一种偏振复用直接检测系统及方法
CN106788652A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 电子科技大学 基于波束成形的高阶方向调制方法
CN107786478A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 谢毅华 数字信号调制方法、解调方法及装置
CN108200001A (zh) * 2017-12-23 2018-06-22 陕西师范大学 通信系统中信号多层调制的方法和装置
CN109660481A (zh) * 2018-06-30 2019-04-19 华南理工大学 一种正交幅度调制解调方法及其星座图优化方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1168042A2 (en) * 2000-06-23 2002-01-02 Communications Research Laboratory, Independent Administrative Institution Optical frequency converter using reciprocating modulation
CN103278817A (zh) * 2007-05-21 2013-09-04 空间数码系统公司 用于通过测量空间频率分量进行雷达成像的装置和方法
CN103051588A (zh) * 2012-12-05 2013-04-17 北京邮电大学 一种提升射频放大器能量效率的极化状态-幅度-相位联合调制方法
CN103179068A (zh) * 2013-04-10 2013-06-26 清华大学 星载高阶调制装置
CN105490749A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 北京科技大学 一种偏振复用直接检测系统及方法
CN107786478A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 谢毅华 数字信号调制方法、解调方法及装置
CN106788652A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 电子科技大学 基于波束成形的高阶方向调制方法
CN108200001A (zh) * 2017-12-23 2018-06-22 陕西师范大学 通信系统中信号多层调制的方法和装置
CN109660481A (zh) * 2018-06-30 2019-04-19 华南理工大学 一种正交幅度调制解调方法及其星座图优化方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116112025A (zh) * 2021-11-09 2023-05-12 华为技术有限公司 信号传输的方法和装置
WO2023083037A1 (zh) * 2021-11-09 2023-05-19 华为技术有限公司 信号传输的方法和装置
CN115173072A (zh) * 2022-06-24 2022-10-11 四川大学 一种具有多种调制的直接调制天线
CN115173072B (zh) * 2022-06-24 2024-09-10 四川大学 一种具有多种调制的直接调制天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN112003812B (zh) 2021-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tang et al. Programmable metasurface‐based RF chain‐free 8PSK wireless transmitter
US10622948B2 (en) Envelope tracking circuit
CN112003812B (zh) 一种信号调制方法、装置和系统
US11152699B2 (en) Method, apparatus and arrangement for linearizing of a transmitter array
US10084516B2 (en) Antenna sub-array beam modulation
Zheng et al. Metasurface‐assisted wireless communication with physical level information encryption
KR102183206B1 (ko) 논-유니폼 성상도
GB2532207A (en) Radio frequency communications devices
US11038476B2 (en) Power amplification device, terminal having the same, and base station having the same
US7418047B2 (en) Communication apparatus using a plurality of modulation schemes and transmission apparatus composing such communication apparatus
US9184699B2 (en) Variable-size mixer for high gain range transmitter
US11431297B2 (en) Envelope tracking power amplifier apparatus with predistortion
CN113746515B (zh) 应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统
US12088349B2 (en) Signal pre-compensation method and apparatus
TWI244293B (en) Transmit frequency domain equalizer and method thereof
CN113348641A (zh) 用于物理层设计的概率成形
US7961813B2 (en) Multi-value modulation/demodulation method and multi-value modulation/demodulation device
Zheng et al. Spatial‐Division‐Assisted Multi‐Level Amplitude‐Programmable Metasurface for Dual‐Band Direct Wireless Communication
KR20090013135A (ko) 전력 제어를 갖는 ｒｆ 송수신기들에 대한 불연속 위상을갖는 극 변조 방법 및 시스템
Horbatyi Research on properties of devices for shaping and processing of signals based on amplitude modulation of many components
CA3085599A1 (en) Multiscale vector constellation
CN210157281U (zh) 一种usb数字电视信号源
EP2924805A1 (en) Monolithic radiofrequency dual-stream transmission device, use method, and antenna system
US20240356236A1 (en) Metasurface unit and antenna
TW201931667A (zh) 無線電頻率裝置以及天線模組

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant