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[摘 要]研究卫星通信系统中调制方式的频带利用率和功率利用率问题，能够促使卫星通信手段更好地发挥作用。本文对卫星通信信道的特性及其相适应的调制体制进行了分析，在此基础上，重点对卫星通信信道对于调制系统的影响因素，诸如群时延失真问题、相位噪声的影响、I/Q 正交不平衡的影响等进行了详细的分析。以期为卫星通信中的调制技术的研究和实践工作提供一定的借鉴意义和价值。
[关键词]卫星通信；调制技术
中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0224-01
为了促进卫星通信这种通信手段更好的发挥作用，相关研究人员要关注其中一个关键问题，那就是调制解调技术。为了在通信容量需求不断增加的背景下实现卫星通信性能的提升，要对卫星通信的调制技术进行较为系统的研究和改进。在此基础上，研究卫星通信中的调制技术的诸多问题，具有重要的现实意义。
1 卫星信道特性和调制体制
卫星通信信道是指无线电波到基带信号在内的整个线路。因为电波需要经过一段很长的路径，所以非常容易在传播的过程中产生许多不同程度上的损耗。与此同时，噪声的干扰也会出现，在这种情况下，电波就容易得到极大的衰减。尤其是对于高速卫星通信系统来说，宽带信道会对高阶调制信号产生非常严重的影响。
1.1 对于卫星信道的特性进行分析
在对卫星的信道特性进行分析的时候，可以从三个方面展开。第一，通信信道的带宽由所使用的频率资源和不同信道的不同传播特性所决定。第二，受到卫星通信工作过程中电磁环境的影响，产生的干扰和噪声会对工作的进行产生极大的影响。第三，因为在卫星上，能源是很珍贵的。除此之外，功率放大器的重量和体积较大，而且对于散热性能的要求极高，功率将会受到严重的限制。在卫星通信信道系统的以上三个特征的影响下，调制方式也需要做出相应的适应性选择，已调信号应具有较高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能力。
调制是通信系统中的核心部分，一个通信系统的质量，在很大程度上依赖于所采用的调制技术。调制方式的选择是由系统的信道特性所决定的，不同类型的信道特性要求选用不同的调制技术。因为卫星通信信道是一种非常典型的带限、非线性信道，所以，功率有效调制和频谱有效调制是卫星通信信道中适用的调制过程中的两种主要调制方式。因受其发送端和接收端中频滤波器的影响，要想使所发射的信号对邻近通道不产生干扰或者将干扰降到最低，卫星通信信道的通频必须带有带限的特性。也因为如此，带限就必须要做好频谱中一部分带外能量的滤除工作。
1.2 卫星通信信道及其相适应的调制体制
首先，对于卫星通信信道的调制机制进行分析。载波调制数字信号，能够促使其在带宽有限的高频信道中进行高效的传输。与模拟调制一样，数字调制也是属于正弦波调制范畴内的。但是，两者之间也有不同，比如，数字调制的调整信号是数字型的正弦波，这不同于模拟调制，是以连续型正弦波为调制信号的。ASK、FSK、PSK是数字通信的三大调制方式。在这三种方式中，PSK 系统性能最好。PSK 调制的原理是利用受键控的载波相位按基带脉冲而改变的特性而产生的一种数字调制。这种调制方式广泛应用在中、高速数据传输领域中。QPSK 调制技术的全称是四相绝对移相键控。在QPSK 调制技术的运用过程中，因其是以恒包络的形式进行的，因为这项调制技术有着带宽窄、频带利用率高，抗干扰能力强等特性，所以成为卫星通信领域内较为理想的一种调制技术。但是，这项技术也有一定的缺陷，比如在卫星转发器功率较大时，会受到一定程度上的限制，导致频带受限。除此之外，随着通信容量需求的不断提升，只有进行更高阶的调制技术的运用，才能保证卫星通信信道的正常运行。因为在进行解调时，正交幅度调制技术的抗噪声的能力很强，所以在中、大容量数字微波通信系统、卫星通信、有线电视网络的高速数据传输等领域得到了更为广泛的运用。
其次，对于卫星通信信道的调制体制的具体要求进行进一步分析。第一，被调波的波形在时域上应该具备恒包络的特性。因为卫星通信信道中会产生非线性的AM/PM 效应，而这个效应又会进一步促成包络波动（己经调波过的）产生频谱扩展和相位失真的现象。第二，被调波在频域上必须具备较为良好的频谱特性。因为随着调制信号旁瓣的减小，邻道之间的干扰就会随之变小。在这个背景下，被调波的频谱只有具备较为快速的高频滚降特性，才能保证其正常运行。此外，在已调波中，要求除主瓣外，只有很小的旁瓣甚至没有旁瓣，并且最好主瓣宽带比较窄。这种信号经滤波后，能让主瓣无失真地通过，由于被滤除的旁瓣具有很小的功率，所以滤波器的输出信号的包络起伏是很小的，从而大大减小了AM/PM转换效应。
通过以上两点的分析，只有卫星通信系统最少占用射频频带时，才能实现有限频带资源的有效利用。所以，这是一种抗衰落和抗干扰性能强的卫星通信信道中的调制技术。除此之外，在卫星通信系统的构建时，要认真选择卫星的工作点，对同步电路的设计进行同步的考虑和关注，除此之外，对于调制解调设备实现的难易程度等问题也需要适时关注，将其控制在合适的范围内，致力于其中出现问题的解决。
2 卫星通信信道对于调制系统的影响因素的详细分析
2.1 群时延失真问题
群时延是指在群信号在卫星通信信道系统中进行传输时，系统会对信号的波群整体产生的一定程度的时延。根据大量的研究表明，在高速卫星通信信道系统中，在各部分系统之间，都会存在不同程度上的非线性相位相应，这就是群时延失真问题。这个问题现象大多会出现在卫星通信系统中的通信设备中，比如带通滤波器、发射机等。如果出现周期性的群时延失真，那么多半是因为系统中的阻抗不匹配而产生的。
2.2 相位噪声的影响
在载波传输过程中，本振信号的稳定与否将直接影响到信号的解调。而相位的不稳定就是本振信号不稳定的一个主要表现。由于晶振本身的不稳定形成对正弦波的相位调制，从而使得射频源发出的是非零带宽的载波信号，这就是所谓的相位噪声。
随着相位键控调制技术在卫星通信系统领域中应用的逐渐增多，线路的质量越来越受到卫星通信系统中产生的各种不同程度上的相位噪声所影响。而如果不能有效降低发射机载波和接收机本振的相噪，误码率的问题会越来越恶化，最终会进而产生接收机锁相环不能锁定等相关问题。
2.3 I/Q 正交不平衡的影响
在MPSK、 MQAM、MAPSK等调制技术的运用背景下，正交干扰的现象会一直存在。但是，在正交干扰过大的背景下，误码率的性能会受到更为严重的影响。在整个实际的调制过程中，这种影响就表现在调制的不平衡。在调制过程中，增益不平衡和相位不平衡这两种不平衡现象都会影响信号的传输，在进行解调的接收时，提升误码出现的可能性。
3 总结
在卫星通信信道中使用合适的调制技术，能够实现带宽利用率和功率利用率的提高。随着通信行业不断快速发展，卫星高速数传系统已经成为了卫星通信发展主流趋势。因此，对于卫星通信的调制技术进行深入的研究，是一项具有紧迫现实意义和重要工程价值的任务。
参考文献
[1] 唐成凯，廉保旺，张玲玲等.卫星通信中16APSK 调制下带有记忆性的后置预失真算法[J].西北工业大学学报，2014，（6）：962-966.
[2] 徐峰.卫星通信常用调制方式的自动识别[J].信息通信，2011，（5）：16-17.
[3] 田上成，王可人，金虎等.卫星通信中数字调相信号调制方式识别方法研究[J].信号处理，2011，27（2）：271-275.
[关键词]卫星通信；调制技术
中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0224-01
为了促进卫星通信这种通信手段更好的发挥作用，相关研究人员要关注其中一个关键问题，那就是调制解调技术。为了在通信容量需求不断增加的背景下实现卫星通信性能的提升，要对卫星通信的调制技术进行较为系统的研究和改进。在此基础上，研究卫星通信中的调制技术的诸多问题，具有重要的现实意义。
1 卫星信道特性和调制体制
卫星通信信道是指无线电波到基带信号在内的整个线路。因为电波需要经过一段很长的路径，所以非常容易在传播的过程中产生许多不同程度上的损耗。与此同时，噪声的干扰也会出现，在这种情况下，电波就容易得到极大的衰减。尤其是对于高速卫星通信系统来说，宽带信道会对高阶调制信号产生非常严重的影响。
1.1 对于卫星信道的特性进行分析
在对卫星的信道特性进行分析的时候，可以从三个方面展开。第一，通信信道的带宽由所使用的频率资源和不同信道的不同传播特性所决定。第二，受到卫星通信工作过程中电磁环境的影响，产生的干扰和噪声会对工作的进行产生极大的影响。第三，因为在卫星上，能源是很珍贵的。除此之外，功率放大器的重量和体积较大，而且对于散热性能的要求极高，功率将会受到严重的限制。在卫星通信信道系统的以上三个特征的影响下，调制方式也需要做出相应的适应性选择，已调信号应具有较高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能力。
调制是通信系统中的核心部分，一个通信系统的质量，在很大程度上依赖于所采用的调制技术。调制方式的选择是由系统的信道特性所决定的，不同类型的信道特性要求选用不同的调制技术。因为卫星通信信道是一种非常典型的带限、非线性信道，所以，功率有效调制和频谱有效调制是卫星通信信道中适用的调制过程中的两种主要调制方式。因受其发送端和接收端中频滤波器的影响，要想使所发射的信号对邻近通道不产生干扰或者将干扰降到最低，卫星通信信道的通频必须带有带限的特性。也因为如此，带限就必须要做好频谱中一部分带外能量的滤除工作。
1.2 卫星通信信道及其相适应的调制体制
首先，对于卫星通信信道的调制机制进行分析。载波调制数字信号，能够促使其在带宽有限的高频信道中进行高效的传输。与模拟调制一样，数字调制也是属于正弦波调制范畴内的。但是，两者之间也有不同，比如，数字调制的调整信号是数字型的正弦波，这不同于模拟调制，是以连续型正弦波为调制信号的。ASK、FSK、PSK是数字通信的三大调制方式。在这三种方式中，PSK 系统性能最好。PSK 调制的原理是利用受键控的载波相位按基带脉冲而改变的特性而产生的一种数字调制。这种调制方式广泛应用在中、高速数据传输领域中。QPSK 调制技术的全称是四相绝对移相键控。在QPSK 调制技术的运用过程中，因其是以恒包络的形式进行的，因为这项调制技术有着带宽窄、频带利用率高，抗干扰能力强等特性，所以成为卫星通信领域内较为理想的一种调制技术。但是，这项技术也有一定的缺陷，比如在卫星转发器功率较大时，会受到一定程度上的限制，导致频带受限。除此之外，随着通信容量需求的不断提升，只有进行更高阶的调制技术的运用，才能保证卫星通信信道的正常运行。因为在进行解调时，正交幅度调制技术的抗噪声的能力很强，所以在中、大容量数字微波通信系统、卫星通信、有线电视网络的高速数据传输等领域得到了更为广泛的运用。
其次，对于卫星通信信道的调制体制的具体要求进行进一步分析。第一，被调波的波形在时域上应该具备恒包络的特性。因为卫星通信信道中会产生非线性的AM/PM 效应，而这个效应又会进一步促成包络波动（己经调波过的）产生频谱扩展和相位失真的现象。第二，被调波在频域上必须具备较为良好的频谱特性。因为随着调制信号旁瓣的减小，邻道之间的干扰就会随之变小。在这个背景下，被调波的频谱只有具备较为快速的高频滚降特性，才能保证其正常运行。此外，在已调波中，要求除主瓣外，只有很小的旁瓣甚至没有旁瓣，并且最好主瓣宽带比较窄。这种信号经滤波后，能让主瓣无失真地通过，由于被滤除的旁瓣具有很小的功率，所以滤波器的输出信号的包络起伏是很小的，从而大大减小了AM/PM转换效应。
通过以上两点的分析，只有卫星通信系统最少占用射频频带时，才能实现有限频带资源的有效利用。所以，这是一种抗衰落和抗干扰性能强的卫星通信信道中的调制技术。除此之外，在卫星通信系统的构建时，要认真选择卫星的工作点，对同步电路的设计进行同步的考虑和关注，除此之外，对于调制解调设备实现的难易程度等问题也需要适时关注，将其控制在合适的范围内，致力于其中出现问题的解决。
2 卫星通信信道对于调制系统的影响因素的详细分析
2.1 群时延失真问题
群时延是指在群信号在卫星通信信道系统中进行传输时，系统会对信号的波群整体产生的一定程度的时延。根据大量的研究表明，在高速卫星通信信道系统中，在各部分系统之间，都会存在不同程度上的非线性相位相应，这就是群时延失真问题。这个问题现象大多会出现在卫星通信系统中的通信设备中，比如带通滤波器、发射机等。如果出现周期性的群时延失真，那么多半是因为系统中的阻抗不匹配而产生的。
2.2 相位噪声的影响
在载波传输过程中，本振信号的稳定与否将直接影响到信号的解调。而相位的不稳定就是本振信号不稳定的一个主要表现。由于晶振本身的不稳定形成对正弦波的相位调制，从而使得射频源发出的是非零带宽的载波信号，这就是所谓的相位噪声。
随着相位键控调制技术在卫星通信系统领域中应用的逐渐增多，线路的质量越来越受到卫星通信系统中产生的各种不同程度上的相位噪声所影响。而如果不能有效降低发射机载波和接收机本振的相噪，误码率的问题会越来越恶化，最终会进而产生接收机锁相环不能锁定等相关问题。
2.3 I/Q 正交不平衡的影响
在MPSK、 MQAM、MAPSK等调制技术的运用背景下，正交干扰的现象会一直存在。但是，在正交干扰过大的背景下，误码率的性能会受到更为严重的影响。在整个实际的调制过程中，这种影响就表现在调制的不平衡。在调制过程中，增益不平衡和相位不平衡这两种不平衡现象都会影响信号的传输，在进行解调的接收时，提升误码出现的可能性。
3 总结
在卫星通信信道中使用合适的调制技术，能够实现带宽利用率和功率利用率的提高。随着通信行业不断快速发展，卫星高速数传系统已经成为了卫星通信发展主流趋势。因此，对于卫星通信的调制技术进行深入的研究，是一项具有紧迫现实意义和重要工程价值的任务。
参考文献
[1] 唐成凯，廉保旺，张玲玲等.卫星通信中16APSK 调制下带有记忆性的后置预失真算法[J].西北工业大学学报，2014，（6）：962-966.
[2] 徐峰.卫星通信常用调制方式的自动识别[J].信息通信，2011，（5）：16-17.
[3] 田上成，王可人，金虎等.卫星通信中数字调相信号调制方式识别方法研究[J].信号处理，2011，27（2）：271-275.