航天公开课差错控制卫星通信思维导图

就是用两个相互独立的数字基带信号对相互正交频率相同的两路载波信号进行双边带调制

因为这种已调信号在同一带宽内频谱正交，所以可用来实现同相和正交相两路并行的数字信息传输

在现实中一般用实数信号来实现这种复数信号的传输

首先将二进制比特信号进行串并变换，再分别将两路二进制信号进行2到L的变换产生I（t）和Q（t）

接着将两通道的基带信号I（t）和Q（t）分别乘以cosωt和sin ωt

最后将两个乘积信号进行矢量和就得到MQAM调制信号

当M=2 L =16时，即为16QAM调制，此时L=4.2. 16QAM

是一种频谱利用率很高的调制方式，相对于传统的QPSK调制方式

更适应于卫星通信对高速数据传输的需求

国外主要采用8PSK，16QAM和16APSK等调制方式来提高频带利用率

其中，16QAM频谱利用率可达到4bit/（s·Hz），是QPSK的2倍

在频带利用率和误码率之间得到较好的折中

是两路独立的PAM（Pulse Amplitude Modulation）信号

一次QAM调制可以看成两路PAM信号分别调制到一对一正交的载波上并进行叠加的结果

MQAM信号的解调通常采用正交相干解调法，其解调原理,解调端接收到的带有噪声的已调MQAM信号作为输入

与本地恢复的两个相互正交的载波信号进行相乘运算后

再经过低通滤波也就是匹配滤波器，输出两路多电平基带信号I（t）和Q（t）

多电平判决器对多电平基带信号进行判决和检测

再经L电平到2电平转换和并/串变换器最终输出二进制码流

20世纪70年代以来，由于大规模集成电路技术、卫星及计算机通信网技术的发展

信道纠错编/解码的研究得到了广泛的应用

通常固定业务卫星信道是典型的加性高斯噪声信道，由于噪声的影响，信道会产生随机的差错

而移动卫星信道是典型的衰落噪声信道，信道要产生随机和突发的差错

信道的差错控制编码已在卫星通信、地面移动通信和计算机通信网中得到了广泛的应用

首要考虑的是对付随机性差错，有时还要采用交织纠错编码等措施对付突发性差错

此外，与所采用的调制方式也有关系

如采用DPSK，由于会产生误码扩散，就要考虑选择抗突发性差错的纠错码

自动要求重发（ARQ，Automatic Request for Repetition）与前向纠错（FEC，Forward Error Correction）

这两种差错控制方式，在卫星通信中均有使用

这是因为卫星信道的传播时延太长，单程就要0.27s左右

如果接收站收到信号经检验发现有错，发回否定回答（NAK）的应答信号

发射站接到应答信号后重发，接收站再一次接收，这样3个单程就要花0.81s时间

显然这对实时通信的数字话音信号的传输是不合适的，但对非实时通信的数据传输来说则问题不大

ARQ系统应有双向信道，具体的实现主要有下列3种形式：停止与等待ARQ、连续ARQ、有选择的重发ARQ