现代通信技术第3版魏东兴卫星CH8章节.ppt

8.5.2 数字调制的基本原理 三种基本类型： 振幅上调制——用基带数字信号调制载波振幅，称为幅移键控（ASK）或通断键控（OOK）； 频率上调制——用基带数字信号调制载波频率，称为频移键控（FSK）； 相位上调制——用基带数字信号调制载波相位，称为相移键控（PSK）。 1. 二进制通断键控 ( OOK ) （1） 表达式 eo(t)=s(t)cos(?ct) （2） 调制电路模型 （3） 时域波形 1. 二进制通断键控OOK （4）频谱 功率谱表达式 （8-3） 功率谱图 2. 二进制频移键控（BFSK） （1） 表达式 eo(t)=cos(?1t) “1” eo(t)= cos(?2t) “0” （2） 调制电路模型 （3） 时域波形 2. 二进制频移键控（BFSK） （4）频谱 功率谱图 BFSK的频域分析可以简单地等效为两个载波频率不同的OOK已调信号的叠加，BFSK已调信号的第一过零点带宽为|f2?f1|+2rb 3. 二进制相移键控（BPSK） （1） 表达式 eo(t)= cos(?1t) “1” eo(t)= ? cos(?2t) “0” （2） 调制电路模型 （3） 时域波形 3. 二进制相移键控（BPSK） （4）频谱 功率谱图 BPSK已调信号的功率谱仍可用式（8-3）表示，只是BPSK系统中的基带数字信号S(t)是双极性非归零码，而OOK的基带数字信号S(t)是单极性非归零码，所以式（8-3）中的基带数字信号的功率谱PS（ f ）与OOK不同. 8.5.3 卫星通信系统中的数字调制技术 卫星通信系统对调制方式的要求是： ① 已调信号频谱能量相对集中，包络恒定。已调信号的频谱能量主要集中于主瓣，频谱旁瓣小，经过限带处理（如带通滤波器滤波）后波形失真。在卫星通信系统中，为了使射频功率放大器具有较高的工作效率，往往功率放大电路工作于非线性状态，另外也可能存在的衰落等非线性特性，如果所使用的调制方式具有恒定包络特性，则可以有效抑制限带处理及非线性特性对信号的影响。 ② 具有较好的抗噪能力，功率利用率高。在接收端解调后要求能在各种干扰下正确判决出原基带信号，评价传输质量的指标是误码率，所以在Eb/n0（信号每比特能量与单边噪声功率谱密度比）相同的条件下，要尽量使用抗干扰能力强的调制技术，以节省卫星功率； ③ 具有较高的频带利用率。尽量选择能占用带宽小调制技术，提高无线电频谱的使用效率，以节省卫星转发器的频带，扩大卫星信道容量。 最常用：QPSK、8PSK 1. 四相相移键控QPSK 四进制，两两分组，正交载波BPSK调制，再合成。 QPSK 相位路径 优点：提高了频带利用率 缺点：存在?相位突变 2. 偏移四相相移键控OQPSK 对QPSK进行改进：改进其包络特性 图中关键：延时器TS，使已调信号的相位突变只有??/2 OQPSK的优点 ? OQPSK的优点 没有?相位突变，只有?/2相位突变； 包络特性好；频谱集中，频带利用率高等。 OQPSK的解调电路需采用相干解调，即从接收信号中提取基准载波，与接收信号进行相位比较实现解调。 3. ?/4QPSK 图中关键：信号映射器，显然相位变化值为为??/4或?3?/4 ?/4QPSK时域分析 已调信号： 图中LPF实际上是时域整形滤波器，其特性： 图中，上下支路： ?/4QPSK的特点 最大相位跳变值为?3?/4，其已调信号的包络特性比QPSK要好一些， 但是比OQPSK的最大?/2相位跳变值的包络性能要差。 由于?/4QPSK是一种差分相位调制技术，所以接收端解调器可以使用差分检测，不必使用相干本振，简化了接收机电路的设计，而且还可以避免“相位模糊”问题，以及抗频率漂移等优点。 所以?/4QPSK技术在卫星通信中的应用比QPSK和OQPSK要广泛。 4. 8PSK 星座映射 调制电路 星座图 已调信号时域表达式 4. 8PSK 解调电路 解调电路的工作过程是调制的逆过程，其中的软判决就是根据相位映射表8-5的对应关系，恢复出3位二进制数据。 5. 幅度相位联合调制APK 调制电路 星座图 已调信号时域表达式 y(t)=Amcos(?ct)+Bmsin(?ct) 0≤tT （8-15） 8.6 卫星电视传输技术 8.6.1 概述 电视信号传输业务是卫星通信的重要应用领域。 卫星电视传输经历了从模拟方式到数字