正交相干解调技术：原理与软件仿真

"正交相干解调系统框图-仪器仪表成长指南v1.0" 在无线通信领域，调制解调技术是传输信息的关键环节。本文主要讨论了正交相干解调系统及其在PCM/FM体制中的应用。PCM（脉冲编码调制）/FM（频率调制）是一种常用的编码调制方式，尤其在中国的遥测领域中被广泛采用。然而，随着数据速率需求的提高，传统的PCM/FM体制面临一些挑战，如频率选择性衰落和码间干扰等问题。 正交相干解调是解决这些问题的一种有效方法。这种解调技术的核心在于利用同频同相的载波来恢复原始信号。与非相干解调不同，正交相干解调需要精确的载波同步，以确保信号的相位信息能够准确无误地被提取出来。在正交相干解调系统中，信号首先通过带通滤波器，将不需要的频率成分滤除。接着，信号经过数字下变频，将高频信号转换为基带信号。这一过程通常涉及到与本地产生的正交载波相乘，这样可以得到信号的同相和正交分量。 在图3.9所示的正交相干解调系统框图中，我们可以看到系统主要包括带通滤波、数字下变频、相位计算、差分、相位校正、低通滤波和抽样判决等模块。其中，相位计算和相位校正是为了恢复信号的相位信息，差分操作则用于消除连续码元间的相位影响。低通滤波器用于平滑信号，减少噪声影响。最后，抽样判决是解调过程的关键步骤，正确选择第一个码元的抽样时刻至关重要，因为它决定了后续的抽样间隔。 在PCM/FM体制中，由于采用了预调滤波器，信号的频带被有效限制，提高了发射功率的效率。同时，限幅-鉴频非相干检测方法简化了工程实现，适合于无法建立相位相干检测的衰落信道。尽管如此，当数据速率增加时，例如达到10Mbit/s，传统体制会遇到频率选择性衰落和码间干扰增大的问题。为了解决这些挑战，文章提出了非相干解调和相干解调的算法，并通过软件仿真进行了验证，提供了对高速遥测信号解调性能改善的参考。 总结来说，正交相干解调是一种在高码率条件下保持信号质量的有效手段，尤其对于需要抑制幅度衰落和相位失真的环境。通过优化算法和系统设计，可以进一步提高高速遥测信号的解调性能，满足未来通信系统的需求。