-頻分復(fù)用與模擬信號(hào)的調(diào)制

1、 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)2.0微波與衛(wèi)星通信中的調(diào)制、微波與衛(wèi)星通信中的調(diào)制、 解調(diào)技術(shù)的特點(diǎn)和種類(lèi)解調(diào)技術(shù)的特點(diǎn)和種類(lèi)2.1時(shí)分復(fù)用與數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)時(shí)分復(fù)用與數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)2.3相干解調(diào)的載波跟蹤技術(shù)相干解調(diào)的載波跟蹤技術(shù)2.4頻分復(fù)用與模擬信號(hào)的調(diào)制頻分復(fù)用與模擬信號(hào)的調(diào)制2.2我們需要傳送我們需要傳送n個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)的頻譜限個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)的頻譜限制在（制在（-m，m）以?xún)?nèi)。）以?xún)?nèi)。頻分復(fù)用原理：頻分復(fù)用原理：n如果不采用頻分復(fù)用技術(shù)，各路信號(hào)會(huì)疊在如果不采用頻分復(fù)用技術(shù)，各路信號(hào)會(huì)疊在一起。所以我們將這幾路信號(hào)分別搬移到一起。所以我們將這幾路信號(hào)分別搬移到c1、c2、c n上。

2、上。n為了不使各個(gè)頻譜重疊，故每個(gè)載波與相鄰為了不使各個(gè)頻譜重疊，故每個(gè)載波與相鄰載波之間至少要求載波之間至少要求相隔相隔2m。從而得到一個(gè)。從而得到一個(gè)新的基帶信號(hào)新的基帶信號(hào)。將這個(gè)新的基帶信號(hào)調(diào)頻成。將這個(gè)新的基帶信號(hào)調(diào)頻成中頻再混頻成射頻發(fā)射出去。中頻再混頻成射頻發(fā)射出去。n在接收端進(jìn)行信息接收時(shí)各路信號(hào)應(yīng)嚴(yán)格地在接收端進(jìn)行信息接收時(shí)各路信號(hào)應(yīng)嚴(yán)格地限制在本信道通帶之內(nèi)。這樣當(dāng)信號(hào)經(jīng)過(guò)帶限制在本信道通帶之內(nèi)。這樣當(dāng)信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波器之后就可提取出各自信道的已調(diào)波，通濾波器之后就可提取出各自信道的已調(diào)波，然后通過(guò)解調(diào)器、低通濾波器之后，可獲得然后通過(guò)解調(diào)器、低通濾波器之后，可獲得原信號(hào)。

3、原信號(hào)。 頻分復(fù)用系統(tǒng)中的主要問(wèn)題在于各路信號(hào)之頻分復(fù)用系統(tǒng)中的主要問(wèn)題在于各路信號(hào)之間存在間存在相互干擾相互干擾。這是由于系統(tǒng)。這是由于系統(tǒng)非線性器件非線性器件的影的影響使各路信號(hào)之間產(chǎn)生響使各路信號(hào)之間產(chǎn)生組合波組合波，當(dāng)其落入本波道，當(dāng)其落入本波道通帶之內(nèi)時(shí)，就構(gòu)成干擾。通帶之內(nèi)時(shí)，就構(gòu)成干擾。 特別值得注意的是在信道傳輸中的非線性所特別值得注意的是在信道傳輸中的非線性所造成的干擾是無(wú)法消除的，因而頻分復(fù)用系統(tǒng)中造成的干擾是無(wú)法消除的，因而頻分復(fù)用系統(tǒng)中對(duì)對(duì)系統(tǒng)線性的要求很高系統(tǒng)線性的要求很高，同時(shí)還必須，同時(shí)還必須合理地選擇合理地選擇各路載波頻率各路載波頻率，并在各路載波頻帶之間，并在

4、各路載波頻帶之間增加保護(hù)增加保護(hù)帶帶來(lái)減小干擾。來(lái)減小干擾。 我們這里僅介紹常用的我們這里僅介紹常用的FDM/FM（頻（頻分多路復(fù)用分多路復(fù)用/調(diào)頻）系統(tǒng)中的調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)調(diào)頻）系統(tǒng)中的調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)原理。生與解調(diào)原理。 產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法有兩種。一種是直接法，產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法有兩種。一種是直接法，另一種是倍頻法。另一種是倍頻法。n直接法：用基帶信號(hào)直接改變載波的頻率。直接法：用基帶信號(hào)直接改變載波的頻率。n倍頻法：是一種間接方法。先將基帶信號(hào)積分，倍頻法：是一種間接方法。先將基帶信號(hào)積分，然后進(jìn)行然后進(jìn)行窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻（因?yàn)檎瓗д{(diào)相時(shí)，振蕩器可（因?yàn)檎瓗д{(diào)相時(shí)，振蕩器可以采用高穩(wěn)定度

5、的石英振蕩器，從而提高了載頻以采用高穩(wěn)定度的石英振蕩器，從而提高了載頻穩(wěn)定度），然后再用倍頻的方法將其變換成寬帶穩(wěn)定度），然后再用倍頻的方法將其變換成寬帶信號(hào)。信號(hào)?；鶐盘?hào)：基帶信號(hào)：s(t)基帶信號(hào)基帶信號(hào)s(t)頻譜的最高頻率：頻譜的最高頻率：Fm表示或用調(diào)頻指數(shù)hFfmmpf,:稱(chēng)為窄帶調(diào)頻。的情況遠(yuǎn)小于相位偏移由調(diào)頻引起的最大瞬時(shí)30)(t)(cos)(ttAtxc倍頻器是一個(gè)非線性器件。倍頻器是一個(gè)非線性器件。 輸入、輸出端之間的關(guān)系為：輸入、輸出端之間的關(guān)系為：)(42cos21)()()(02020dsKtaAtxtaxtxtfc 在衛(wèi)星通信中信號(hào)首先被調(diào)制到中頻在衛(wèi)星通信中信

6、號(hào)首先被調(diào)制到中頻（一般（一般70MHz），然后利用上變頻器將其），然后利用上變頻器將其變換到射頻（只是頻譜的簡(jiǎn)單搬移）。變換到射頻（只是頻譜的簡(jiǎn)單搬移）。 最后由發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)射，當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)最后由發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)射，當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收到此信號(hào)之后，將其轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)發(fā)器接收到此信號(hào)之后，將其轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的地球站所對(duì)應(yīng)的下行鏈路之中，并由接的地球站所對(duì)應(yīng)的下行鏈路之中，并由接收地球站進(jìn)行接收。下面就對(duì)此過(guò)程中的收地球站進(jìn)行接收。下面就對(duì)此過(guò)程中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論。幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論。 只要系統(tǒng)所提供的傳輸帶寬（只要系統(tǒng)所提供的傳輸帶寬（B ）足）足以容納調(diào)頻波頻譜能量的以容納調(diào)頻波頻譜能量的98%以上時(shí)，就

7、以上時(shí)，就可忽略信號(hào)失真的影響，我們把此時(shí)的帶可忽略信號(hào)失真的影響，我們把此時(shí)的帶寬稱(chēng)為寬稱(chēng)為射頻傳輸帶寬射頻傳輸帶寬。 (2) 調(diào)頻解調(diào)器輸出信噪比調(diào)頻解調(diào)器輸出信噪比 信噪比是衡量系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的一種重信噪比是衡量系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的一種重要參數(shù)，其數(shù)值上等于信號(hào)功率與噪聲功要參數(shù)，其數(shù)值上等于信號(hào)功率與噪聲功率之比。率之比。 進(jìn)入接收端的接收功率用進(jìn)入接收端的接收功率用Si表示，噪表示，噪聲功率用聲功率用Ni表示。表示。 解調(diào)信噪比增益（解調(diào)器輸出與輸入解調(diào)信噪比增益（解調(diào)器輸出與輸入信噪比之比）信噪比之比） （2-8）由上式可知，當(dāng)輸入端的信噪比一定時(shí)，由上式可知，當(dāng)輸入端的信噪比一定時(shí)，所獲

8、得的輸出端的信噪比越大，系統(tǒng)的解所獲得的輸出端的信噪比越大，系統(tǒng)的解調(diào)信噪比增益越大。例如衛(wèi)星系統(tǒng)中常取調(diào)信噪比增益越大。例如衛(wèi)星系統(tǒng)中常取mf=5，那么此時(shí)解調(diào)信噪比增益達(dá)到，那么此時(shí)解調(diào)信噪比增益達(dá)到450?！纠纠?-1】在采用】在采用FDM/FM方式工作的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，已知方式工作的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，已知工作頻率為工作頻率為6GHz，多路電話信號(hào)的峰值因數(shù)，多路電話信號(hào)的峰值因數(shù)Fp=3.16，負(fù)載，負(fù)載因數(shù)因數(shù) =2.82，測(cè)試音有效頻偏，測(cè)試音有效頻偏 =577kHz。試計(jì)算一個(gè)載波傳輸試計(jì)算一個(gè)載波傳輸252路電話信號(hào)時(shí)所需的傳輸帶寬和信噪路電話信號(hào)時(shí)所需的傳輸帶寬和信噪比增益。比增益。解：解： 調(diào)頻信號(hào)的傳輸帶寬調(diào)頻信號(hào)的傳輸帶寬B 設(shè)每一話路占設(shè)每一話路占4KHz的帶寬，考慮到相鄰話路之間留出的帶寬，考慮到相鄰話路之間留出5%的間隔，基帶信號(hào)最高頻率的間隔，基帶信號(hào)最高頻率Fm Fm4（1+5%）n =4.2252 =1058kHz 調(diào)頻信號(hào)的傳輸帶寬調(diào)頻信號(hào)的傳輸帶寬 =2（3.162