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从空间电磁场的数学描述出发,给出了对无线通信信号幅度、极化辐角与极化相位角进行三维联合调制解调的方法。根据描述空间电磁场各参数之间关系的方程,首先建立了三维联合调制信号的模型,然后讨论了三维联合调制信号通过矢量天线发射的实现方式,并给出了在接收端通过信号幅度检测及其波达方向(DOA)极化参数估计这2个步骤来实现对三维联合调制信号进行解调的策略;分析了三维联合调制误码率的计算方法及其性能。分析与仿真结果均表明:所提出的调制解调方法具有传输速率高和误码率低的优点。