卫星通信的调制技术

【摘要】

随着上个世纪六十年代前苏联发射了第一颗人造地球卫星以来，卫星通信技术得到了日新月异的发展。卫星通信主要是利用人造地球卫星作为中继站、把两个或者是多个地球站联系起来的通信技术。卫星通信的发展是通信技术、计算机技术和航空航天技术等技术共同发展的成果，并且在国内外通信、国防、移动通信以及广播电视等各个领域都得到了广泛的应用。调制技术作为卫星通信的重要技术之一，对卫星通信技术的发展有着重要的影响，必须要加以重视。

【关键词】

卫星通信；调制技术；通信技术

目前随着各国通信技术的迅速发展，卫星通信业务日趋繁忙，通信容量也不断增加，传统的数字调制技术很容易使各个通信信道之间产生相互干扰、射频频谱拥挤等问题，不利于正常的卫星通信工作的进行，已经不能满足目前卫星通信技术的需要，必须要对其进行改造及更新，研究出新的满足时代要求的数字调制调解技术。以下本文主要将就卫星信道对调制体制的要求以及卫星信道对调制系统的影响因素进行简要的分析。

1卫星信道对于调制体制的要求

卫星信道广义上来讲，包括无线电波到基带信号在内的整个线路，其显著特点是电波传播的路径比较长，且在电波的传播过程中，很容易受到各种各样因素的干扰，从而使电波得到很大的削弱。同时，相对于高速卫星通信系统来说，宽带信号将导致非线性影响更加严重，这种严重影响尤其表现在高阶调制信号方面，所以，必须要对卫星通道中各种非理想因素以及卫星信道对于调制体制的要求进行一定的分析。

1.1已调波的波形必须要具有恒包络特性由于卫星通道信道具有非线性的特点，已调波的包络波动很容易引起频谱扩展以及相位失真等问题，所以调制后的波形必须要有等幅包络结构的特性。又由于一般很少采用幅度变化的数字调制，所以调制后的波形必须要具有恒定的幅度，并且以载波的相位以及频率的变化来传递信息。同时在调制技术的选择方面，应该注意到FSK技术的宽带利用效率比较低，而现在频率资源日益紧张，必须要高度重视资源的有效利用，所以FSK技术并不适用于当代的要求。另外，PSK技术比起来FSK技术来说，具有恒定的包络结构，资源利用效率也相对较高，但是PSK技术也存在着符号到符号之间不连续的相位转移，占用较宽的宽带等缺点。

1.2已调波的波形必须要具有良好的频谱特性只有已调波的波形具有最小的功率谱占用率，即快速的高频滚降特性才能尽可能地减少调制信号的旁瓣，从而达到减少卫星通道邻里之间相互干扰的目的。此外，已调波的波形除了要求主瓣宽度比较窄之外，还要尽可能地实现比较小的旁瓣，甚至没有旁瓣，这样的信号经过滤波之后，才能使得主瓣无失真地通过。同时由于被滤除的旁瓣的功率比较小，所以输出的信号起伏也比较小，从而大大减少了AM/PM转换效率。与此同时，当然，频谱扩展现象也会得到一定程度地减少，不过仍然会保持较小功率谱占用率的特点。相反，如果对调制方式的选择不恰当，已调波的高频滚降技术就会慢下来，从而使得旁边的旁瓣得到了更多的能量，得到很多能量的旁瓣会在滤除过程中产生很大的起伏，这就会增加AM/PM转换效率，频谱扩展现象也会随之增加，从而导致整个系统的性能下降，甚至导致无法维持正常的工作的状况。同时，在调制方式的选择过程中，还应该尽量考虑到卫星频带和功率的有效利用以及带限、延迟失真等现象。针对不同的系统，应该选择不同的适当的调制方式，兼顾卫星的频带效率以及功率利用率，只有这样才能最大程度上提高整个系统的性能，促进工作效率的提高。

2卫星信道对调制系统的影响因素

在中低速卫星通信系统中，主要考虑的是功率放大器对于调制系统的非线性影响。而在高速卫星通信系统中除了要考虑功率放大器的非线性影响之外，还应该考虑群时延、相位噪声以及其他各种因素对于调制系统的因素。下面本文主要就从这些因素入手，对卫星信道对调制系统的影响因素进行简要的探讨、分析。

2.1群时延对于调制系统的影响群时延是指群信号在通过系统进行传输的过程中，由于系统对于信号的影响而产生的时延。群时延主要包括线性群时延、抛物线群时延以及周期循环群时延特性等。在高速卫星通信系统的各个方面都可能会产生非线性相位影响，即群时延失真。在整个卫星系统中，一般来说，传输效率越高，传输宽带就会变得越窄，群时延对系统的影响就会比较大。另外，随着调制方式的不同，群时延的影响也会不同。对于抛物线群时延和线性群时延来说，信号通带的边缘大小对于边缘群时延具有重要的影响，它的大小决定了系统群时延的特性。另外，群时延通常以符号频率以及群时延的乘积为单位，相同的群时延在不同的符号速率下产生的信噪比损失也各不相同。一般来说，当群时延等条件相同时，符号速率越大，信号的衰减也会越大。

2.2相位噪声对调制系统产生的影响在载波的传输过程中，本振信号的稳定与否将会直接影响到信号的调解，而本振信号的不稳定性则主要表现为相位的不稳定。由于晶振本身的不稳定性形成对正弦波的相位调制，从而使得射频源发出非零宽带的载波信号，这就是所谓的相位噪声。随着卫星通信系统越来越多地采用相位键控调制技术，系统中产生的相位噪声对线路质量的影响越日趋明显，这种情况会引起载波相位抖动，从而导致全链路性能的恶化。所以在卫星通讯技术的研究过程中，必须要高度重视相位噪声对于调控系统产生的影响，不断通过相位噪声的建模研究、仿真分析等各种手段，对相位噪声进行全面的系统的研究，从而防止相位噪声对调制系统产生的不利影响，提高调制系统的工作效率，从而提高整个卫星通信系统的工作效率。

3小结

调制技术作为整个卫星通信系统中的重要一环，其改善和提高对于整个卫星通信系统工作效率的提高具有非常重要的作用，所以必须要高度重视卫星通信中的调制技术。以上本文主要就卫星信道对调制体制的要求以及卫星信道对调制系统的影响因素进行简单的分析，希望能起到一定的借鉴作用。当然，随着卫星通信技术的发展，研究人员不断发现并解决调制技术的各种问题并及时进行解决和更新，这样调制技术才能跟上卫星通信技术的步伐，从而更好的促进卫星通信技术的发展。

参考文献

[1]王坦,郭学义,张亚龙等.16QAM调制技术仿真及在卫星通信中的应用[J].山西电子技术,2013(05):51-53.

[2]徐华正,程乃平.卫星通信中连续相位QPSK调制的带宽效率分析[J].舰船电子对抗,2014,37(04):95-97,101.

[3]鲁瑞勇.PSK信号调制分析技术研究及锁相环设计[J].广播电视信息,2015(11):71-73.

作者：武建召 单位：河北诺亚人力资源开发有限公司