2.0
预备知识
微波与卫星通信中的调制、 解调技术的特点和种类
2.1
பைடு நூலகம்2.2
频分复用与模拟信号的调制
时分复用与数字信号的调制与解调
2.3
2.4
相干解调的载波跟踪技术
2.2 频分复用与模拟信号的调制
模拟信号的调制与解调 ——FDM/FM（频分多路复用/调频）
2.2.1 频分复用原理
我们需要传送n个信号，每个信号的频谱限 制在（-Ωm，Ωm）以内。
t 1 2 (t ) aA cos[2c t 4K f s( )d ] x0 0 2
2. 调频信号的解调
（只看虚线框及以后部分）
2. 调频信号的解调
调频信号的调制、解调与上、下变频
4．频率调制信号系统的传输特性
在卫星通信中信号首先被调制到中频 （一般70MHz），然后利用上变频器将其 变换到射频（只是频谱的简单搬移）。 最后由发射天线进行发射，当卫星转 发器接收到此信号之后，将其转发到相应 的地球站所对应的下行链路之中，并由接 收地球站进行接收。下面就对此过程中的 几个问题进行讨论。
频分复用原理： 如果不采用频分复用技术，各路信号会叠在 一起。所以我们将这几路信号分别搬移到 ωc1、ωc2、…、ωc n上。 为了不使各个频谱重叠，故每个载波与相邻 载波之间至少要求相隔2Ωm。从而得到一个 新的基带信号。将这个新的基带信号调频成 中频再混频成射频发射出去。 在接收端进行信息接收时各路信号应严格地 限制在本信道通带之内。这样当信号经过带 通滤波器之后就可提取出各自信道的已调波， 然后通过解调器、低通滤波器之后，可获得 原信号。
通常考虑到卫星转发器设计时，给各载波都留有 10~25%的保护带宽（卫星通信中的频分多址）， 故取B=15MHz。
(1) 窄带调频
基带信号：s(t) 基带信号s(t)频谱的最高频率：Fm
(1) 窄带调频
mf f p Fm : 调频指数, 或用h表示
由调频引起的最大瞬时 相位偏移 (t )远小于30的情况 称为窄带调频。
x(t ) A cos[ct (t )]
(2) 倍频
倍频器是一个非线性器件。 输入、输出端之间的关系为： x0 (t ) ax2 (t )
2.2.2 模拟信号的调制
我们这里仅介绍常用的FDM/FM（频 分多路复用/调频）系统中的调频信号的产 生与解调原理。
1．调频信号的产生
产生调频信号的方法有两种。一种是直接法， 另一种是倍频法。 直接法：用基带信号直接改变载波的频率。
倍频法：是一种间接方法。先将基带信号积分，
然后进行窄带调频（因为窄带调相时，振荡器可 以采用高稳定度的石英振荡器，从而提高了载频 稳定度），然后再用倍频的方法将其变换成宽带 信号。
【例2-1】在采用FDM/FM方式工作的卫星通信系统中，已知 工作频率为6GHz，多路电话信号的峰值因数Fp=3.16，负载 因数 l =2.82，测试音有效频偏 f r =577kHz。 试计算一个载波传输252路电话信号时所需的传输带宽和信噪 比增益。 解： ① 调频信号的传输带宽B 设每一话路占4KHz的带宽，考虑到相邻话路之间留出 5%的间隔，基带信号最高频率Fm Fm≈4（1+5%）×n =4.2×252 =1058kHz 调频信号的传输带宽 B 2( Fp lf r Fm ) =2×（3.16×2.82×577+1058）kHz =12.4MHz
(1) 调频信号（频分多路复用信号） 的带宽
只要系统所提供的传输带宽（B ）足 以容纳调频波频谱能量的98%以上时，就 可忽略信号失真的影响，我们把此时的带 宽称为射频传输带宽。
(2) 调频解调器输出信噪比
信噪比是衡量系统传输质量的一种重 要参数，其数值上等于信号功率与噪声功 率之比。
进入接收端的接收功率用Si表示，噪 声功率用Ni表示。 解调信噪比增益（解调器输出与输入 信噪比之比） （2-8） 由上式可知，当输入端的信噪比一定时， 所获得的输出端的信噪比越大，系统的解 调信噪比增益越大。例如卫星系统中常取 mf=5，那么此时解调信噪比增益达到450。
频分复用系统中的主要问题在于各路信号之 间存在相互干扰。这是由于系统非线性器件的影 响使各路信号之间产生组合波，当其落入本波道 通带之内时，就构成干扰。 特别值得注意的是在信道传输中的非线性所 造成的干扰是无法消除的，因而频分复用系统中 对系统线性的要求很高，同时还必须合理地选择 各路载波频率，并在各路载波频带之间增加保护 带来减小干扰。