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1、浅谈广播电视卫星信号的数字调制解调技术2O1o年第9期技术应用本文遗过对J'播电视系统数调制技术的肚小原理和常JfJ的JL种符I移键控渊制技术的介绍和分析,对红解调ti于所衙的扛d步载波提取方法进行初探,提j{{r僻频提取方法.浅谈广播电视卫星信号的数字调制解调技术◎关超达引言调制就是利用基带信号对载波波形的某些参数进行控制,使这些参量随基带信号的变化而变化.解调是调制的逆过程,即从已调制的信号中恢复出原来调制信号.根据被调制的是模拟还是数字信号,调制技术分为模拟调制和数字调制两类.目前广播电视卫星广泛使用数字调制方式,随着通信业务信息量迅速膨胀
2、,通信速度已经越来越不适应发展的要求,因此多进制数字调制应运而生,当信道频带受限时可以使信息传输率增加,从而提高频带利用率.本文先从基本原理说起,继而对当前使用的数字调制方式分别进行介绍,再探讨分析其解调时所需同步载波的提取方法.广播电视卫星数字调制技术基本原理在厂播电视卫星系统中,由于收发两端的中频滤波器使得信道具有带限的特性,又由于发射机的高功率放大器以及转发器中的行波管放大器(TwTA)都是非线性部件,使得信道具有非线性的特性,因而该信道是典型的带限和非线性,这就要求所用的调制方式具有包络恒定和具有最小的功率谱占有率.由于数字相位调制(PS
3、K)具有包络恒定和较高的功率效率,所以在广播电视卫星系统中常使用PSK的调制方式.PSK一般可分为"绝对移相"和"相对移相"."绝对移相"是利用不同的相位去表示数据信息,而"相对移相"则利用载波的相对相位去表示数字信息,即利用前后码元载波相位的相对变化来表示数据信息.数字相位调制的原理是利用载波相位的变化来传送数据信息,即用二进制的数字信号去改变载波的相位来实现频谱的搬移.两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同B寸达到零值,同时达到负最大值,它们处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了.如果一个达到正最
4、大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相".~般把信号振荡一次(一周)作为360度.如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的相位差1吕O度,也就是反相.当传输数字信号时,"1"码控制发O度或18O度相位,"O"码控制发180度或0度相位,载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息.广播电视卫星数字调制方式简述在广播电视卫星中,数字相位调制随着相位调制阶数的增加,可以提高频带的利用率,但会带来抗干扰能力的降低,同日寸解调器的复杂性也会随之增大,所以目前广播电视卫星广泛使用二进制相移键控(BPSK/2DPSK),四进制相移键控(QPSK/QDP
5、SK)和八进制相移键控(8PSK/8DPSK)的数字调制方式.1,二进制相移键控1)BPSKBPSK是利用载波的两种不同相位来▲图1欢迎投稿:w..m@sa..?..m59ll曰~,一~囝0~f器.2DPSKt言号调相和解调方框图见图圆囤圈凰网J2磊习f在2DPSK中,数字信息是用前后一一:≈一一码元已调信号的相位变化来表示的,因一…=~…..J此用有相位模糊的载波进行相干解调时圈~并不影响其相对关系,虽然解调得到的]相对码完全是0,1倒置的,但经差分译'塑'图'+回{J童需眄圈"j蠢]{.!竺j.一f:-◇盟囱jf▲图4表征输入的数字信息.由"
6、O"和"1"表示的二进制调制信号通过电平转换后,变成由"1"和"1"表示的双极性NRZ(不归零)信号,然后与载波相乘,即可形成BPSK{言号.BPSK信号的调相和解调方框图见图1所示.BPSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的,因此在解调的时候必须要有与之同频同相的同步载波,如果同步不完善,存在相位偏差,就容易造成错误判决,产生相位模糊,造成反向工作,克服相位模糊对解调的影响最常用而又有效的办法是采用2DPSK.码后得到的绝对码不会发生{壬何倒置现象,从而克服了载波相位模糊的问题.但2DPSK的系统误码性能比BPSK要差一些,设备复杂性也相应
7、增加.2,四进制相移键控1)QPSK四相相移调制是利用载波的四种不同相位来表征输入的数字信息.调制器输入的数据是二进制数字序列,为了能和四进制的载波相位配合起来,则需要把二进制数据变换为四进制数据,这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组,共有四种组合,即0O,01,10,11,其中每一组称为双比特码元.每~个双比特码元是由两位二进制比特组成,它们分别代表四进制四个符号中的~个符号.QPSK中每次调制可传输2个比特,这些比特是通过载波的四种2)2DPSK相位来传递的.QPsK信号(厂4体系)在2PSK信号中,相位变化是以未洞载波的相位作为
8、参考基准的,由于它是利用载波相位的绝对数值来传送数字信号,因而又称绝对调相.而2DPSK不是利用载波相位的绝对数值传送数字信号的,是用前