第2章军事卫星通信中的调制技术

M = 2n ，n=2。
每一种载波相位表示两个比特信息。
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
1) 基本原理 码元串并转换
0
1
2
3
4
5
(a) 输入基带码元
0
2
4
(b) 并行支路a码元
1
3
5
(c) 并行支路b码元
码元串/并变换
t t t
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
ak cos0t bk sin 0t
ak Acosk bk A sin k
四相调制：四相绝对移相调制(QPSK)、
四相相对移相调制(Q源自文库PSK)。
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
1) 基本原理
sk (t) A cos(0t k )
k
2
M
(k
1),
k 1,2,M ,
c(t) sin ct
缺点：相干解调仅适用于NBFM信号
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2.2 模拟调制
2.2.4 调频信号的解调
2)非相干 解调
out c K f m(t)
调制：建立了频率与调制信号电压之间的关系。 解调：产生输出电压正比于输入频率。
m(t) Kin
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2.2 模拟调制
2.2.4 调频信号的解调
第二章 军事卫星通信中的 调制技术
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本章主要内容
2.1卫星信道特性及对调制方式的要求 2.2模拟调制 2.3 多进制数字调制 2.4振幅相位联合键控 2.5 连续相位调制
2
2.1卫星信道特性及对调制方式的要求
卫星信道特性 带限 高斯 非线性
数字卫星通信系统的示意图(单向传输情况)
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2.1卫星信道特性及对调制方式的要求
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2.2 模拟调制
2.2.4 调频信号的解调
1)相干解调 什么是相干解调?
SNBFM (t) Acosct [AK f m( )d ]sin ct
窄带调频：同相分量和正交分量之和。
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2.2 模拟调制
2.2.4 调频信号的解调
1)相干解调
SNBFM (t) Acosct [AK f m( )d ]sin ct
2.2.2 调频的基本原理
信号表达式
特点：包络恒定，频率变化表现为载波瞬时相位变化。
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2.2 模拟调制
2.2.2 调频的基本原理
m f K f Am m ，称为调频指数。
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2.2 模拟调制
2.2.2 调频的基本原理
窄带调频与宽带调频
K f
m( )d
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SNBFM (t) Acosct [AK f m( )d ]sinct
包络检波
s (t )
0
S0 (t) Kd K f m(t)
t
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2.3多进制数字相位调制
2.3.1多相调制(MPSK)的基本概念
MPSK信号的表达式：
sk (t) Acos(0t k ) k 1,2,, M
k
2
M
(k
1),
k 1,2, M , M = 2n 。
sk (t) Acos(0t k )
S0
(t)
1 2
aA21
cos2ct
2 (t )
滤除直流分量后
S
0
(t
)
1 2
aA2
cos
2c t
2K
f
m( )d
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2.2 模拟调制
2.2.3 调频信号的产生
2)倍频法
调制信号m(t)
积分器
载波 A cos0t
-900相移
倍频器
带通滤 波器
SNBFM (t) Acosct [AK f m( )d ]sin ct
卫星通信链路对调制方式的要求 要求调制信号的波形应尽量具有等包络结构的特点。 要具有较强的抗干扰能力，以节省卫星功率。 随着通信业务量的增加，要求具有较好的频带利用率 ，以节省频带资源。
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2.2 模拟调制
2.2.1 模拟调制的基本概念
1)模拟调制的分类： 调幅、调频、调相。 2)调幅的基本原理
1) 基本原理
utyut
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
2) 调制 (1) 调相法
sk (t) Acos(0t k ) ak cos0t bk sin 0t
ak Acosk bk A sin k
➢四相调制可表示为两个正交的二进制移相键控调制信号之和。
图2.17 /4–QPSK调制解调原理框图
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2.4振幅相位联合键控
MPSK方法存在的问题：随着M值的增加，在信 号空间中各信号点间的最小距离减小，相应的 信号判决区域也随之减小。当信号受到噪声和 干扰时，接收信号错误概率也将随之增大。因 此，多相调制方法的频带利用率提高是以牺牲 功率利用率为代价的。
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
3) 解调
相干解调
sk (t) Acos(0t k ) ak cos0t bk sin 0t
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2.3多进制数字相位调制
2.3.3 参差OQPSK调制
图2.14 OQPSK调制原理框图
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2.3多进制数字相位调制
2.3.4 /4–OQPSK调制
2) 非相干 解调
FM的非相干解调示意图
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2.2 模拟调制
2.2.4 调频信号的解调
2) 非相干 解调
Sd (t) A c K f m(t) sin ct K f m( )d
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2.2 模拟调制
2.2.4 调频信号的解调
2) 非相干 解调
Sd (t) A c K f m(t) sin ct K f m( )d
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2.2 模拟调制
2.2.3 调频信号的产生
1) 直接法
out c K f m(t)
优点：可以获得较大的频偏。缺点：频率稳定度不高。
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2.2 模拟调制
2.2.3 调频信号的产生
2)倍频法 倍频器是一个非线性器件，其输出与输入关系为：
S0 (t) aSi2 (t)
当输入信号为调频信号时
Si (t) Acosct (t)
(1)调幅的信号表达式
其中，m(t) － 调制信号。 A0 － 常数，表示叠加的直流分量 。
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2.2 模拟调制
2.2.1 模拟调制的基本概念
2)调幅的基本原理 (2)调制模型
SAM(t)
特点：包络是变化的。
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2.2 模拟调制
2.2.1 模拟调制的基本概念
2)调幅的基本原理 (3)频域特性
调制
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2.2 模拟调制
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
2) 调制 (1) 调相法
a
b
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
2) 调制 (1) 调相法
a 路调制输出 b 路调制输出
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2.3多进制数字相位调制
2.3.2四相绝对移相键控(QPSK)
2) 调制 (2) 相位选择法