钱良鑫，杨 平，江 科，肖 悦

(电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室，四川 成都 611731)

0 引言

空间调制 (Spatial Modulation，SM)[1-3]依靠其单射频链路的低成本和高能量效率的特点在过去十年间获得了迅猛的发展。受到空间调制的思想启发，Henarejos等人[4]提出极化调制 (Polarized Modulation，PMod)，适用于卫星通信等应用场景。PMod相比于传统的非极化系统而言，利用极化域来传输信息[4-7]，获得了更多的资源自由度，可以用来提升系统的传输性能。例如，当利用二进制相移键控 (Binary Phase Shift Keying，BPSK) 时，PMod相比于非极化调制系统能够获得2倍的吞吐量增益[4]。

Isaeva和Sarytchev的工作表明，如果一个信号有2个正交极化的分量，可以用四元数来建模该信号[8]，也就是说2个复数星座在一个偏振面上相互正交，可形成一个四元数。受此启发，Jian-Feng Gu等人提出了四元数调制 (Quaternion Modulation，QMod) 以进一步提高PMod的频谱利用率[9]。对于收发均为单根双极化天线的系统，PMod利用极化域(水平极化和垂直极化激活状态，H和V)来增加一位传输比特，而QMod则是先将数据块分成4块，其中2块为传输数据块，用来传输数据信号；另外2块为极化状态块，用来映射到极化状态部分。每个极化状态块均有一位比特，那么2个极化状态块可以生成4个极化状态组合，用来确定数据块在四元数4个不同维度中的位置。因此，QMod利用4个极化状态组合来增加2位传输比特[9-10]。

近年来，关于可重构智能表面 (Reconfigurable Intelligent Surface，RIS) 的研究愈发火热。RIS可以在平面上集成大量低成本的无源反射单元，再通过软件来重构入射信号的幅值、相位、极化状态等参数，协同实现更加适应环境的波束，从而重构无线传播环境，显著提高无线通信网络的性能[11-12]，为进一步提高无线通信链路的性能提供了新的自由度。……