首页> 正文

叠加合成非线性放大16QAM高速调制技术的研究

2020-11-23阅读(1024)

叠加合成非线性放大16QAM高速调制技术的研究

论文摘要

高速数字调制技术是通信领域的核心技术之一。目前国内外卫星数传系统大多采用QPSK调制方式,但是QPSK频谱利用率只有2b/s/Hz。随着卫星通信技术的飞速发展,使得有限的频带资源日益拥挤,成了应用“瓶颈”。16QAM频谱利用率是QPSK的2倍,但是采用常规的正交调幅法得到的16QAM调制信号是非恒定包络,必须采用线性功率放大器,这样功放只能工作在非饱和状态,效率很低,造成航天器上宝贵能源的浪费,也加重了航天器能源供应系统的压力。国际上只有INTELSAT组织在卫星通信中进行过16QAM数传试验,他们采用的也是常规的线性放大16QAM调制技术,并且数传速率不高。 为了改进16QAM以适用于卫星通信领域,本文深入研究了一种非常规的叠加法合成16QAM的方法。不同于常规的正交调幅法16QAM调制,叠加法的原理是用两个经过饱和功率放大的QPSK信号在功率合成器中相叠加合成出大信号的16QAM,这样就不需要再进行功率放大。这种叠加法16QAM命名为NLA-16QAM,它不仅具有高频谱利用率,而且可采用饱和功率放大器,有效利用航天器上宝贵的能源。这种工作在L波段的NLA-16QAM调制器,在保证矢量幅度误差（EVM）小于8.59%时,最高码速率超过200Mb/s。 同时本文以NLA-16QAM扩展出一系列改进后的叠加法NLA-16SQAM、IJF-NLA-16QAM、IJF-NLA-16SOAM等调制技术。 本文的主要研究工作如下: 第一个方面,主要研究了QPSK/SQPSK高速调制技术。为了产生NLA-16QAM/SQAM信号,我们研制了高性能的QPSK/SQPSK高速调制系统,比较了高速QPSK和SQPSK在技术实现和性能上的异同;对其进行了深入的研究,并根据实验测试结果给出了有价值的结论。 第二个方面,研究如何用两路QPSK高速调制信号叠加合成NLA-16QAM信号。首先将一路串行数据流经串并转换分成4路并行数据流,形成两对I、Q信号;将每对I、Q信号由绝对码转换成相对码后,送往各自的QPSK调制器,产生的两路QPSK输出信号分别经各自的饱和放大器放大后,功率电平相差6dB,再经功率合成器合成后就得到16QAM信号。文中同时也研究了SQPSK调制信号叠加合成NLA-16SQAM信号,并比较了NLA-16QAM和NLA-16SQAM在技术实现和性能上的异同;根据实验测试结果给出了有价值的结论。 第三个方面,研究了宽带微波信号放大器、微带大功率合成器、高速伪随机码发生器、锁相频率综合器、升余弦脉冲成型滤波器等辅助系统。使本文研究课题具有一个完整发射机系统的雏形。 据资料查询,未发现世界上有高码速率（>100Mb/s）的可采用饱和放大的16QAM调制方式的卫星高速数传系统实际应用。可以预见,一旦本文介绍的

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究的目的
  • 1.2 课题研究的意义
  • 1.3 本文的创新内容
  • 1.4 NLA-16QAM/SQAM高速调制器的主要性能指标
  • 1.5 论文章节安排
  • 第二章 国内外在卫星高速数传方面的研究情况
  • 2.1 国外的研究情况
  • 2.1.1 美国陆地（LAND）卫星系列
  • 2.1.2 日本地球资源卫星1号
  • 2.1.3 加拿大Radarsat卫星
  • 2.2 国内的研究情况
  • 2.2.1 中巴地球资源卫星 CBERS-1
  • 2.2.2 西安504所300Mb/s卫星高速数传系统
  • 2.3 结论
  • 第三章 调制和解调的相关理论
  • 3.1 二相相移键控
  • 3.1.1 绝对二相相移键控（BPSK）
  • 3.1.2 差分二相相移键控（DBPSK）
  • 3.2 四相相移键控
  • 3.2.1 绝对四相相移键控（QPSK）
  • 3.2.2 差分四相相移键控（DQPSK）
  • 3.2.3 交错四相相移键控（SQPSK）
  • 3.3 正交幅度调制
  • 3.3.1 QAM的原理
  • 3.3.2 QAM的解调
  • 3.3.3 QAM的抗噪声性能
  • 第四章 高速PCB设计理论
  • 4.1 信号完整性理论
  • 4.1.1 信号反射的形成
  • 4.1.2 典型的传输线端接策略
  • 4.1.3 多负载的端接
  • 4.1.4 不同工艺器件的端接策略
  • 4.1.5 串扰分析
  • 4.1.5.1 串扰的产生
  • 4.1.5.2 串扰的特性
  • 4.1.5.3 减小串扰的办法
  • 4.2 时序分析理论
  • 4.2.1 时序分析理论基本概念
  • 4.2.2 共同时钟系统的时序约束条件
  • 4.2.3 源同步时序系统的时序约束条件
  • 4.3 EMC设计
  • 4.3.1 高速数字电路产生的主要噪声源
  • 4.3.2 高速数字电路的EMC设计方法
  • 4.4 高速数字电路的EDA仿真
  • 4.4.1 EDA仿真工具
  • 4.4.2 IBIS模型
  • 4.5 电源完整性
  • 第五章 叠加法合成NLA-16QAM调制的方案
  • 5.1 叠加法合成NLA-16QAM的基本原理
  • 5.Z NLA-16QAM的差分编码研究
  • 5.2.1 自然2进制配置差分编码研究
  • 5.2.2 格雷配置差分编码研究
  • 5.2.3 本方案采用的差分编码
  • 5.3 微波直接调制方式
  • 5.4 叠加法合成NLA-16QAM调制器的原理框图
  • 5.5 叠加法合成 NLA-16SQAM调制器的原理框图
  • 5.6 叠加法合成IJF-LA-16QAM/SQAM调制器的原理框图
  • 5.7 NLA-16QAM/SQAM的解调方案
  • 第六章 高速 QPSK/SQPSK调制
  • 6.1 高速数字器件的选择
  • 6.2 模拟调制器的选择
  • 6.3 矢量信号分析仪VSA89600
  • 6.4 QPSK
  • 6.4.1 QPSK调制方案
  • 6.4.2 串并转换电路
  • 6.4.3 QPSK差分编码电路
  • 6.4.4 高速数字电路的设计与仿真
  • 6.4.4.1 时序分析
  • 6.4.4.2 准备IBIS库文件
  • 6.4.4.3 布线前信号完整性分析
  • 6.4.4.4 布线后信号完整性分析
  • 6.4.4.5 EMC优化仿真
  • 6.4.4.6 干扰仿真
  • 6.4.5 高速数字信号的SI测试方法及分析
  • 6.4.6 QPSK的测试与分析
  • 6.5 SQPSK
  • 6.5.1 SQPSK调制方案
  • 6.5.2 SQPSK差分编码电路
  • 6.5.3 SQPSK的测试与性能分析
  • 6.6 QPSK与SQPSK的性能比较
  • 第七章 高速NLA-16QAM/SQAM调制
  • 7.1 宽带微波小信号放大器的设计
  • 7.1.1 宽带小信号放大器理论
  • 7.1.2 宽带小信号放大器的设计
  • 7.1.2.1 设计指标
  • 7.1.2.2 仿真优化
  • 7.1.3 小结
  • 7.2 功率合成器设计
  • 7.2.1 功分器原理
  • 7.2.2 仿真优化
  • 7.2.3 测试结果与分析
  • 7.3 NLA-16QAM
  • 7.3.1 NLA-16QAM的实现
  • 7.3.2 NLA-16QAM的性能分析
  • 7.4 NLA-165QAM
  • 7.4.1 NLA-165QAM的实现
  • 7.4.2 NLA-165QAM的性能分析
  • 7.5 NLA-16QAM与NLA-165QAM的不同
  • 7.6 电路板设计要点
  • 7.6.1 高速数字电路多层板设计
  • 7.6.2 微波电路板的设计
  • 第八章 辅助系统的研制
  • 8.1 高速伪随机码发生器
  • 8.1.1 m序列原理
  • 8.1.2 高速伪随机码发生器方案
  • 8.1.3 高速伪随机码发生器的实现
  • 8.1.4 高速伪随机码发生器最高可靠工作速度分析
  • 8.1.5 高速伪随机码发生器性能测试
  • 8.2 L波段锁相频率合成器的设计
  • 8.2.1 频率源简介
  • 8.2.2 锁相频率合成器的主要技术指标
  • 8.2.3 锁相频率合成器的基本原理
  • 8.2.4 SP8855E简介
  • 8.2.4.1 功能描述
  • 8.2.4.2 SP8855E的组成原理
  • 8.2.5 压控振荡器（VCO）
  • 8.2.6 环路滤波器设计
  • 8.2.7 锁相频率合成器电路原理图
  • 8.2.8 性能测试与分析
  • 8.2.9 锁相频率合成器的设计要点
  • 8.2.10 频率合成技术展望
  • 8.3 脉冲成型滤波器
  • 8.3.1 脉冲成型滤波器原理
  • 8.3.2 脉冲成型滤波器的设计
  • 8.3.3 脉冲成型滤波器的响应
  • 第九章 未来的卫星通信调制方式探讨
  • 9.1 IJF-SQPSK
  • 9.2 FQPSK
  • 9.3 8PSK
  • 9.4 8QAM
  • 9.5 星型16QAM
  • 9.6 OFDM
  • 9.7 更高进制的QAM调制
  • 9.8 网格编码调制
  • 第十章 总结和展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 测试结果附图
  • 1. QPSK
  • 2. SQPSK
  • 3. NLA-16QAM
  • 4. NLA-165QAM
  • 5. 高速伪随机码发生器
  • 6. L波段锁相频率综合器
  • 7. 功率合成器
  • 8. 设备实物图

    • 相关论文文献

    • [1].高效调制技术在通信中的应用[J]. 科学技术创新 2020(24)
    • [2].无线光通信调制技术研究[J]. 赤峰学院学报(自然科学版) 2017(06)
    • [3].多模可重构遥测调制技术研究[J]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 2017(03)
    • [4].分层调制技术在广播通信环境下的实现探讨[J]. 通讯世界 2016(09)
    • [5].家畜精饲料的加工调制技术[J]. 甘肃畜牧兽医 2016(13)
    • [6].基于双重调制技术的可见光通信系统研究[J]. 光电子·激光 2015(11)
    • [7].单轴旋转调制技术对激光陀螺慢变漂移的抑制[J]. 中国惯性技术学报 2011(05)
    • [8].电力线载波通信电磁辐射和OFDM调制技术的研究[J]. 中国新通信 2009(13)
    • [9].调制技术在广播发射中的应用[J]. 科技信息 2011(06)
    • [10].用于太赫兹高速直接调制技术研究进展[J]. 信息通信 2016(04)
    • [11].电力载波通信调制技术研究[J]. 无线互联科技 2015(13)
    • [12].浅析OFDM旋转调制技术及广播发射应用的调制技术[J]. 无线互联科技 2012(04)
    • [13].信息化资源在翻转课堂中的运用研究[J]. 职教通讯 2016(33)
    • [14].极化调制技术在EDGE系统中的应用[J]. 现代电子技术 2010(05)
    • [15].饲料的生物加工调制技术[J]. 农民致富之友 2016(12)
    • [16].紫外光通信中调制技术研究[J]. 激光杂志 2014(03)
    • [17].捷联惯性导航系统旋转调制技术研究[J]. 电光与控制 2009(12)
    • [18].具有倍频倍流的新型调制技术研究[J]. 电子科技 2016(04)
    • [19].对称复位调制技术在小型化光纤陀螺中的应用[J]. 光电工程 2012(02)
    • [20].无线通信降噪抗干扰调制技术的仿真研究[J]. 通信技术 2016(07)
    • [21].甘南地区紫花苜蓿栽培管理及调制技术[J]. 甘肃农业 2010(04)
    • [22].煤矿井下无线调制技术仿真及性能分析[J]. 电子设计工程 2015(07)
    • [23].一种基于零信号的BPSK调制技术[J]. 中国新通信 2015(10)
    • [24].在广播通信环境下实现手机电视分层调制技术的探讨[J]. 信息通信 2014(06)
    • [25].浅谈超窄带调制技术(VMSK)及其应用[J]. 科技风 2008(19)
    • [26].循环调制技术在DX发射机中的应用[J]. 电子世界 2016(07)
    • [27].压缩采样光谱调制技术研究[J]. 光子学报 2013(08)
    • [28].改善直驱式风电系统电磁兼容的随机调制技术[J]. 湖北工业大学学报 2010(01)
    • [29].超宽带波形和调制技术研究[J]. 山西电子技术 2010(02)
    • [30].秸秆饲料的生物调制技术探讨[J]. 中国动物保健 2015(08)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    叠加合成非线性放大16QAM高速调制技术的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5