微波与卫星通信课件第2章

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1、第2章数字信号的调制与解调信息传递方式：基带传输—不进行基带频谱搬移，直接以基带信号形式传输的方式频带传输—将基带信号的频谱搬移到某个载波频带内进行传输2.1微波与卫星通信中的调制、解调技术的特点和应用种类2.2频分复用与模拟信号的调制2.3时分复用与数字信号的调制2.4相干解调的载波跟踪技术2.1微波与卫星通信中的调制、解调技术的特点和应用种类2.1.1微波通信中的调制、解调技术的特点微波信道模拟信号数字信号：抗干扰能力强，传输质量优于模拟信号，是微波通信干线中的信号采用的形式调制过程：用脉冲形式的基带序列

2、对中频频率（70MHz或140MHz）进行调制，再变换到微波频段，且具有以下特点（1）调制信号的功率谱较窄；（2）具有较高频谱效率；（频谱效率=传信率/带宽，可采用多进制形式提高频谱效率）（3）相对短波而言，具有较好的传输特性。主要调制方法：QAM（正交幅度调制）——用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅4QAM（二进制）、16QAM（四进制）、64QAM（八进制）、128QAM（十六进制）、……2.1.2卫星通信中的调制、解调技术的特点和应用种类卫星通信中的模拟调制方式：频率

3、调制（FM）卫星通信中的数字调制方式：幅移键控（ASK）、相移键控（PSK）和频移键控（FSK）三种基本方式。（1）不主张采用ASK技术（抗干扰性差，误码率高）；（2）选择尽可能少地占用射频频带，而又能高效利用有限频带资源，抗衰落和干扰性能强的调制技术；（3）采用的调制信号的旁瓣应较小，以减少相邻通道之间的干扰。所以主要采用FSK、PSK和以此为基础的其它调制方式！在卫星系统中，对数字调制有如下要求：2.2频分复用与模拟信号的调制2.2.1频分复用(FDM)原理频分复用系统中的主要问题：各路信号之间存

4、在相互干扰。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之内时，就构成干扰。解决方法：对系统的线性严格要求合理选择各路载波信号建立保护频带2.2.2模拟信号的调制调制是指用基带信号对载波波形的某些参数（如幅度、相位和频率）进行控制，使这些参数随基带信号的变化而变化。因此，根据调制信号的性质，调制又可分为模拟信号调制和数字信号调制。主要介绍FDM/FM系统中调制与解调原理1．调频信号的产生产生调频信号的方法有两种：①直接法②倍频法用倍频法产生调频信号：首先利用窄带调频器来产生窄带调频

5、信号，然后再用倍频的方法将其变换成宽带信号。用倍频法实现宽带调频窄带调频（1）窄带调频由调频的概念可以得出已调频信号x（t）与调制信号s（t）之间的关系，即A：载波振幅;ω0：载波角频率；Kf：调频灵敏度（常数）；φ0：初始相位，t=0时的载波相位，一般为0窄带调频：由调频引起的最大瞬时相位偏移远小于30°此时：因此窄带调频的一般表达式为：（2）倍频法实现宽带调频倍频器是一个非线性器件，其输入输出端之间的关系为：α：常数经过带通滤波器后，滤出直流分量，得到：载频和相位均增加一倍！2．调频信号的解调

6、低噪放大中频带滤波限幅器：保持中频载波包络恒定，抑制叠加噪声微分器包络检波器鉴相器3．频率调制信号系统的传输特性（1）调频信号的带宽当系统所提供的传输带宽（B）足以容纳调频波频谱能量的98%以上时，可忽略信号失真的影响——将此时的带宽称为射频传输带宽。此时可认为传输带宽为在FDM系统中最大频偏△f又等于：（2）调频解调器输出信噪比和信噪比增益【例2-1】在采用FDM/FM方式工作的卫星通信系统中，已知工作频率为6GHz，试计算一个载波传输252路电话信号时所需的传输带宽和信噪比增益。解：①设调频信号的传输

7、带宽为B一般每一话路占4kHz的带宽，考虑到相邻话路之间留出5%的间隔，基带信号最高频率为Fm≈4(1+5%)×n=4.2×252=1058kHz所以调频信号的传输带宽为B=2(FplΔfr+Fm)=2×（3.16×2.82×577+1058）kHz=12.4MHz（其中，取多路电话信号的峰值因数Fp=3.16，负载因数l=2.82，测试音有效频偏Δfr=577kHz）通常考虑到卫星转发器设计时，给各载波都留有10%~25%的保护带宽，故取B=15MHz。2.3时分复用与数字信号的调制与解调2

8、.3.1时分复用与数字调制1．时分复用(TDM)从时域的角度进行分析，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。时分复用（TDM）三路时分复用示意图PCM脉冲编码调制一帧信号采用TDM方式工作的系统具有以下主要优点：（1）多路信号的复接与分路都是数字电路，比FDM模拟滤波器分路简单、可靠。（2）信道的非线性在FDM系统中产生交调失真与高次谐波，引起相邻信道间的串话，因此对信道的非