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高效数字调制技术解析
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2017-11-03
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进入2l世纪以来，随着人类探索外太空活动的深入，深空探测正逐步成为航天活动的新热点。1998年，美国国家航空航天局（NASA）在加州理工学院的喷气推进实验室（JPL）成立了深空通信和导航系统精英中心（DESCANSO）。DESCANSO负责管理和促进深空探测对通信和导航技术需求的创新和改革。2007年我国探月工程计划——嫦娥奔月的成功是中国走向深空探索的第一步，标志着我国深空探测的开始，也是未来进行更远深空探测的必然要求。因而对深空测控通信技术的研究就显得非常重要。
随着通信容量日益增加，射频频谱变得越来越拥挤，数据速率不断增长，所用带宽越来越宽，使得信道间的相互干扰相当突出。在这种情况下，FQPSK——一种高带宽效率数字调制方法应运而生。它具有调制信号的频带集中，旁瓣滚降快，包络恒定的特性。另外还介绍了网格编码调制（TCM）技术，它是近年发展起来的一种解决通信系统有效性与可靠性的方案。它可以在不增加信号带宽、不降低有效信息传输速率情况下，获得明显的编码增益。因此特别适合在带宽受限的信道中进行信息传输。
l FQPSK体制
FQPSK调制的关键在于除了对数字信号进行IJF编码外，还在其后增加了一个交叉相关的运算单元，以减少其包络起伏。原理图如图1所示。
1．1 IJF编码原理
所谓UF编码就是采用一种新的基带成型脉冲时限双码元间隔升余弦脉冲，将基带数字序列经此脉冲成型后，再调制。因其不存在振荡尾巴，从而消除了码间干扰和定时抖动。
实现UF编码的方法有脉冲叠加法、横向滤波器法和非线性滤波器法等几种。非线性滤波器法实质上是一种分段合成UF波形的方法。成型后的UF编码波形仅由以下4种波形合成：即±So和±Se，其中So，Se波形如图2所示。
随着通信容量日益增加，射频频谱变得越来越拥挤，数据速率不断增长，所用带宽越来越宽，使得信道间的相互干扰相当突出。在这种情况下，FQPSK——一种高带宽效率数字调制方法应运而生。它具有调制信号的频带集中，旁瓣滚降快，包络恒定的特性。另外还介绍了网格编码调制（TCM）技术，它是近年发展起来的一种解决通信系统有效性与可靠性的方案。它可以在不增加信号带宽、不降低有效信息传输速率情况下，获得明显的编码增益。因此特别适合在带宽受限的信道中进行信息传输。
l FQPSK体制
FQPSK调制的关键在于除了对数字信号进行IJF编码外，还在其后增加了一个交叉相关的运算单元，以减少其包络起伏。原理图如图1所示。
1．1 IJF编码原理
所谓UF编码就是采用一种新的基带成型脉冲时限双码元间隔升余弦脉冲，将基带数字序列经此脉冲成型后，再调制。因其不存在振荡尾巴，从而消除了码间干扰和定时抖动。
实现UF编码的方法有脉冲叠加法、横向滤波器法和非线性滤波器法等几种。非线性滤波器法实质上是一种分段合成UF波形的方法。成型后的UF编码波形仅由以下4种波形合成：即±So和±Se，其中So，Se波形如图2所示。
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