微波与卫星通信第3章微波与卫星通信的通信体制

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1、第3章　微波与卫星通信的通信体制3.1信号传输方式与复用方式3.2调制方式3.3编码技术3.4信号处理技术3.1信号传输方式与复用方式1.信号传输方式信号传输方式一般分为基带传输和频带传输两种。基带传输是指无需进行基带频谱搬移就能以基带信号形式传输信号的方式。若将基带信号的频谱搬移到某个载波频带内进行传输，则此方式就是频带传输，所传输的信号称为频带信号。在数字微波和卫星系统中都采用频带传输方式，但有一定的区别。微波信道既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。因为数字信号的抗干扰性能强，传输质量高，所

2、以目前在长途微波通信干线中以传输数字信号为主，构成数字微波通信系统。又因为微波的发射频率很高，所以在数字微波传输系统中，常用脉冲形式的基带序列对中频频率70MHz或140MHz进行调制，然后再变换到微波频率进行传输。在低速数字微波通信系统设备中，一个波道的发信机(或收信机)只使用一个载频(即射频)。在SDH数字微波通信系统中，采用多进制编码的64QAM、128QAM、256QAM和512QAM调制方式，同时还采用多载频的传输方式。例如采用4个载频，使每个载频都用256QAM调制方式去传输100Mb/

3、s信息，这样一个波道的4个载频同时传送，就可以传输4倍这样的信息，而其占用的频谱却与只用一个载频传输时所占用的频谱相当。这样使数字微波朝着既扩大容量，又不占用较大信道带宽的方向发展。卫星通信系统有单路制和群路制两种方式。所谓单路制，就是一个用户的一路信号去调制一个载波，即单路单载波（SCPC）方式；所谓群路制，就是多个要传输的信号按照某种多路复用方式组合在一起，构成基带信号，再去调制载波（即MCPC方式）。2.多路复用方式把在同一信道中能够同时传输多路信息且互不干扰的方式称为多路复用。目前，广泛采用

4、的多路复用方式有两种，一是频分多路复用（FDM），二是时分多路复用（TDM）。FDM是从频域的角度进行分析的，使各路信号在频率上彼此分开，而在时域上彼此混叠在一起；TDM是从时域的角度进行分析的，使各路信号在时间上彼此分开，而在频域上彼此混叠在一起。1）频分多路（FDM）方式　　模拟信号一般采用频分多路（FDM）方式。它将各路用户信号采用单边带调制（SSB)，将其频谱分别搬移到互不重叠的频率上，形成多路复用信号，然后在一个信道中同时传输。接收端用滤波器将各路信号分离。由于是用频率区分信号的，故称之

5、为频分多路复用。在频分复用中，信道的可用频带被分割成若干彼此互不重叠的频段，每路信号占据其中一个频段。为了使各路信号的频谱互不重叠，因此，在各路信号的发送端都使用了适当的滤波器。若不考虑信道中所引入的噪声和干扰的影响，在接收端进行信息接收时，各路信号应严格地限制在本信道通带之内。这样当信号经过带通滤波器之后，就可提取出各自信道的已调波，然后通过解调器、低通滤波器，获得原信号。频分复用系统中的主要问题在于各路信号之间存在相互干扰。这是由于系统非线性器件的影响使各路信号之间产生组合波，当其落入本波道通带

6、之内时，就构成干扰。特别值得注意的是在信道传输中的非线性所造成的干扰是无法消除的，因而频分复用系统对系统线性的要求很高，同时还必须合理地选择各路载波频率，并在各路载波频带之间增加保护带宽来减小干扰。2）时分多路（TDM）方式对数字信号而言，通常采用时分多路复用方式。它将一条通信线路的工作时间周期性地分割成若干个互不重叠的时隙，分配给若干个用户，每个用户分别使用指定的时隙。这样，就可以将多路信号在时间轴上互不重叠地穿插排列在同一条公共信道上进行传输。因此在接收端可以利用适当的选通门电路在各时隙中选出各

7、路用户的信号，然后再恢复成原来的信号。3.2调制方式3.2.1　微波与卫星通信中的调制方式在数字微波通信系统中，常用脉冲形式的基带序列对中频频率70MHz或140MHz进行调制，然后再变换到微波频率进行传输。在低速数字微波通信系统中，一个波道的发信机(或收信机)只使用一个载频(即射频)。在SDH数字微波通信系统中，采用多进制编码的64QAM、128QAM、256QAM和512QAM调制方式。在卫星通信系统中，既采用了模拟调制，也采用了数字调制。目前模拟卫星通信系统主要采用频率调制(FM)，这是因为F

8、M技术成熟，且传输质量好，能得到较高的信噪比。在这种系统中，一般可采用预加重技术、门限扩展技术和语音压扩技术来增加系统的传输带宽，提高系统的传输容量。数字调制中仍然采用正弦波作为载波信号。由于正弦信号有幅度、频率和相位三种基本参量，因此可以构成幅度键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)(差分移相键控(DPSK))三种基本调制方式，其调制波形如图3－1所示。图3－1二进制基带信号的调制波形图3－2三种调制方式所对应的功率谱数字卫星通信中选择调制方式，应综