廣播電視衛(wèi)星信號(hào)的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)

摘 要:隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，廣播電視衛(wèi)星應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在通信業(yè)務(wù)信息量不斷增加的形勢(shì)下，過(guò)去的通信速度已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代通信需求，所以，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在信道頻帶受限的情況下，增加信息傳輸率，進(jìn)而提高頻帶的利用效率。本文在分析數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的基礎(chǔ)上，闡述廣播電視衛(wèi)星數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的原理及調(diào)制方式。

要想使數(shù)字信號(hào)在有限帶寬信道中傳輸，就要用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波予以調(diào)制，即用數(shù)字信號(hào)對(duì)某一高頻率正弦或者脈沖載波進(jìn)行調(diào)制，保證調(diào)制后的信號(hào)可以通過(guò)有限帶寬進(jìn)行傳輸，此過(guò)程就是數(shù)字調(diào)制。接收端借助解調(diào)器將頻帶數(shù)字信號(hào)還原為基帶數(shù)字信號(hào)，此過(guò)程就是解調(diào)。為了保證數(shù)字信號(hào)的有效傳輸，可以對(duì)數(shù)字調(diào)制與解調(diào)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而提出數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)。

1　數(shù)字調(diào)制技術(shù)概述

1.1 定義

數(shù)字調(diào)制技術(shù)指的就是對(duì)信號(hào)源編碼信息予以處理，將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶而言頻率非常高的帶通信號(hào)，使其適合傳輸?shù)倪^(guò)程。帶通信號(hào)也稱為已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)也可稱之為調(diào)制信號(hào)。調(diào)制可以通過(guò)使高頻載波隨信號(hào)幅度的變化而改變載波的幅度、相位或者頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字解調(diào)技術(shù)指的就是將基帶信號(hào)從載波中提取出來(lái)以便預(yù)定的接收端處理和理解的過(guò)程?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)就是對(duì)離散變化數(shù)字信號(hào)的調(diào)制，基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)主要包括三種:幅度鍵控、相移鍵控、頻移鍵控。主要就是利用信號(hào)的調(diào)制對(duì)載波的幅度、相位參數(shù)、頻率進(jìn)行控制，進(jìn)而完成調(diào)制工作。

1.2 數(shù)字調(diào)制功能與要求

一是頻譜搬移。指的就是將傳送信息基帶信號(hào)搬移到相應(yīng)頻段信道上，展開(kāi)相應(yīng)的傳輸，進(jìn)而達(dá)成信源信號(hào)和客觀信道特性的匹配。頻譜搬移是數(shù)字調(diào)制解調(diào)的基本功能。二是抗干擾。在數(shù)字調(diào)制過(guò)程中，要求已調(diào)波功率譜的主瓣占有盡量多的信號(hào)能量，并且波瓣較窄，具有快速滾降的特點(diǎn)；除此之外，要求帶有外衰減大、旁瓣小的功能，這樣才可以降低對(duì)其它通路的干擾。三是提高系統(tǒng)有效性，指的就是頻譜有效性。在數(shù)字調(diào)制解調(diào)過(guò)程中，盡量提高頻帶利用效率，也就是單位頻帶內(nèi)具有的信息率。

2　廣播電視衛(wèi)星數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)原理

在廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)中，因?yàn)槭瞻l(fā)兩端中頻濾波器信道的限制，加之發(fā)射機(jī)的高功率放大器、轉(zhuǎn)發(fā)器的行波管放大器均是非線性部件，導(dǎo)致信道具有一定的非線性特征，所以，要求所用調(diào)制方式具備包絡(luò)恒定及最小功率譜占有率。因?yàn)閿?shù)字相位調(diào)制（PSK）具備包絡(luò)恒定與較高的功率效率，可以在廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)。

通常而言，數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)包括絕對(duì)移相、相對(duì)移相。絕對(duì)移相指的就是借助不同相位表達(dá)數(shù)字信息，相對(duì)移相指的就是借助載波相對(duì)相位表達(dá)數(shù)字信息。數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)原理就是借助載波相位變化傳輸數(shù)字信息，也就是利用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)改變載波相位，進(jìn)而完成頻譜搬移。相同頻率的兩個(gè)載波，同時(shí)振蕩，其可以同時(shí)達(dá)到零值，也可以同時(shí)達(dá)到正向最大值或者負(fù)向最大值，一直處在“同相”狀態(tài)；假如其中一個(gè)載波出現(xiàn)延遲，那么就可能不會(huì)再出現(xiàn)“同相”狀態(tài)；假如兩個(gè)載波中，一個(gè)載波達(dá)到正向最大值，另一個(gè)載波達(dá)到負(fù)向最大值，就可以稱之為“反相”狀態(tài)。通常情況下，將信號(hào)振蕩一次看成是360度。如果一個(gè)載波和另一個(gè)載波的距離為半個(gè)周期，可以說(shuō)兩個(gè)載波的相位相差180度，也就是“反相”狀態(tài)。

3　廣播電視衛(wèi)星數(shù)字調(diào)制解調(diào)方式

3.1 二進(jìn)制相移鍵控

二進(jìn)制相移鍵控指的就是借助兩種不同相位的載波表達(dá)數(shù)字信息的輸入。將“0”“1”表示的二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)在電平轉(zhuǎn)換后，形成由“1”“1”表示的雙極性不歸零信號(hào)，之后和載波相乘，形成二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)。二進(jìn)制相移鍵控的最簡(jiǎn)單形式就是數(shù)字相位調(diào)制形式，其相移大小是180度，也可以稱之為2-PSK。在2-PSK中，數(shù)字信息主要就是用前后碼元已調(diào)信號(hào)相位變化進(jìn)行表達(dá)，所以，用具有相位的模糊載波予以相干解調(diào)的時(shí)候，不會(huì)對(duì)其相位產(chǎn)生影響。

3.2 四進(jìn)制相移鍵控

四進(jìn)制相移鍵控指的就是借助四種不同相位載波表達(dá)數(shù)字信息的輸入。輸入調(diào)制器中的數(shù)據(jù)為二進(jìn)制數(shù)字序列，為了可以與四進(jìn)制載波相位相符合，需要將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成四進(jìn)制數(shù)據(jù)，進(jìn)而要求將二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列中每?jī)蓚€(gè)比特分為一組，一共包括四種組合形式，分別為00、01、10、11。

3.3 八進(jìn)制相移鍵控

八進(jìn)制相移鍵控指的就是借助八種不同相位載波表達(dá)數(shù)字信息的輸入。其主要就是將輸入的二進(jìn)制信號(hào)序列進(jìn)行變換，轉(zhuǎn)變成八進(jìn)制信號(hào)序列，進(jìn)而展開(kāi)傳遞。輸入二進(jìn)制序列之后，將其串行轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿校瑥娜诺乐休敵?。三信道分別為:同相信道、控制信道、正交信道。

4　結(jié)束語(yǔ)

在無(wú)線電頻率資源越來(lái)越緊張的形勢(shì)下，二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制技術(shù)、四進(jìn)制相移鍵控調(diào)制技術(shù)的局限性越來(lái)越突出，因此，八進(jìn)制相移鍵控調(diào)制技術(shù)成為了一種新型調(diào)制方式，在現(xiàn)代衛(wèi)星系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。