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【摘要】
隨著上個世紀六十年代前蘇聯發射了第一顆人造地球衛星以來,衛星通信技術得到了日新月異的發展。衛星通信主要是利用人造地球衛星作為中繼站、把兩個或者是多個地球站聯系起來的通信技術。衛星通信的發展是通信技術、計算機技術和航空航天技術等技術共同發展的成果,并且在國內外通信、國防、移動通信以及廣播電視等各個領域都得到了廣泛的應用。調制技術作為衛星通信的重要技術之一,對衛星通信技術的發展有著重要的影響,必須要加以重視。
【關鍵詞】
衛星通信;調制技術;通信技術
目前隨著各國通信技術的迅速發展,衛星通信業務日趨繁忙,通信容量也不斷增加,傳統的數字調制技術很容易使各個通信信道之間產生相互干擾、射頻頻譜擁擠等問題,不利于正常的衛星通信工作的進行,已經不能滿足目前衛星通信技術的需要,必須要對其進行改造及更新,研究出新的滿足時代要求的數字調制調解技術。以下本文主要將就衛星信道對調制體制的要求以及衛星信道對調制系統的影響因素進行簡要的分析。
1衛星信道對于調制體制的要求
衛星信道廣義上來講,包括無線電波到基帶信號在內的整個線路,其顯著特點是電波傳播的路徑比較長,且在電波的傳播過程中,很容易受到各種各樣因素的干擾,從而使電波得到很大的削弱。同時,相對于高速衛星通信系統來說,寬帶信號將導致非線性影響更加嚴重,這種嚴重影響尤其表現在高階調制信號方面,所以,必須要對衛星通道中各種非理想因素以及衛星信道對于調制體制的要求進行一定的分析。
1.1已調波的波形必須要具有恒包絡特性由于衛星通道信道具有非線性的特點,已調波的包絡波動很容易引起頻譜擴展以及相位失真等問題,所以調制后的波形必須要有等幅包絡結構的特性。又由于一般很少采用幅度變化的數字調制,所以調制后的波形必須要具有恒定的幅度,并且以載波的相位以及頻率的變化來傳遞信息。同時在調制技術的選擇方面,應該注意到FSK技術的寬帶利用效率比較低,而現在頻率資源日益緊張,必須要高度重視資源的有效利用,所以FSK技術并不適用于當代的要求。另外,PSK技術比起來FSK技術來說,具有恒定的包絡結構,資源利用效率也相對較高,但是PSK技術也存在著符號到符號之間不連續的相位轉移,占用較寬的寬帶等缺點。
1.2已調波的波形必須要具有良好的頻譜特性只有已調波的波形具有最小的功率譜占用率,即快速的高頻滾降特性才能盡可能地減少調制信號的旁瓣,從而達到減少衛星通道鄰里之間相互干擾的目的。此外,已調波的波形除了要求主瓣寬度比較窄之外,還要盡可能地實現比較小的旁瓣,甚至沒有旁瓣,這樣的信號經過濾波之后,才能使得主瓣無失真地通過。同時由于被濾除的旁瓣的功率比較小,所以輸出的信號起伏也比較小,從而大大減少了AM/PM轉換效率。與此同時,當然,頻譜擴展現象也會得到一定程度地減少,不過仍然會保持較小功率譜占用率的特點。相反,如果對調制方式的選擇不恰當,已調波的高頻滾降技術就會慢下來,從而使得旁邊的旁瓣得到了更多的能量,得到很多能量的旁瓣會在濾除過程中產生很大的起伏,這就會增加AM/PM轉換效率,頻譜擴展現象也會隨之增加,從而導致整個系統的性能下降,甚至導致無法維持正常的工作的狀況。同時,在調制方式的選擇過程中,還應該盡量考慮到衛星頻帶和功率的有效利用以及帶限、延遲失真等現象。針對不同的系統,應該選擇不同的適當的調制方式,兼顧衛星的頻帶效率以及功率利用率,只有這樣才能最大程度上提高整個系統的性能,促進工作效率的提高。
2衛星信道對調制系統的影響因素
在中低速衛星通信系統中,主要考慮的是功率放大器對于調制系統的非線性影響。而在高速衛星通信系統中除了要考慮功率放大器的非線性影響之外,還應該考慮群時延、相位噪聲以及其他各種因素對于調制系統的因素。下面本文主要就從這些因素入手,對衛星信道對調制系統的影響因素進行簡要的探討、分析。
2.1群時延對于調制系統的影響群時延是指群信號在通過系統進行傳輸的過程中,由于系統對于信號的影響而產生的時延。群時延主要包括線性群時延、拋物線群時延以及周期循環群時延特性等。在高速衛星通信系統的各個方面都可能會產生非線性相位影響,即群時延失真。在整個衛星系統中,一般來說,傳輸效率越高,傳輸寬帶就會變得越窄,群時延對系統的影響就會比較大。另外,隨著調制方式的不同,群時延的影響也會不同。對于拋物線群時延和線性群時延來說,信號通帶的邊緣大小對于邊緣群時延具有重要的影響,它的大小決定了系統群時延的特性。另外,群時延通常以符號頻率以及群時延的乘積為單位,相同的群時延在不同的符號速率下產生的信噪比損失也各不相同。一般來說,當群時延等條件相同時,符號速率越大,信號的衰減也會越大。
2.2相位噪聲對調制系統產生的影響在載波的傳輸過程中,本振信號的穩定與否將會直接影響到信號的調解,而本振信號的不穩定性則主要表現為相位的不穩定。由于晶振本身的不穩定性形成對正弦波的相位調制,從而使得射頻源發出非零寬帶的載波信號,這就是所謂的相位噪聲。隨著衛星通信系統越來越多地采用相位鍵控調制技術,系統中產生的相位噪聲對線路質量的影響越日趨明顯,這種情況會引起載波相位抖動,從而導致全鏈路性能的惡化。所以在衛星通訊技術的研究過程中,必須要高度重視相位噪聲對于調控系統產生的影響,不斷通過相位噪聲的建模研究、仿真分析等各種手段,對相位噪聲進行全面的系統的研究,從而防止相位噪聲對調制系統產生的不利影響,提高調制系統的工作效率,從而提高整個衛星通信系統的工作效率。
3小結
調制技術作為整個衛星通信系統中的重要一環,其改善和提高對于整個衛星通信系統工作效率的提高具有非常重要的作用,所以必須要高度重視衛星通信中的調制技術。以上本文主要就衛星信道對調制體制的要求以及衛星信道對調制系統的影響因素進行簡單的分析,希望能起到一定的借鑒作用。當然,隨著衛星通信技術的發展,研究人員不斷發現并解決調制技術的各種問題并及時進行解決和更新,這樣調制技術才能跟上衛星通信技術的步伐,從而更好的促進衛星通信技術的發展。
參考文獻
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