數字信道化技術(shù)中ADC的性能分析

摘要：在衛星通信系統中，數字信道化技術(shù)的應用越來(lái)越廣泛，而模數轉換器(ADC)作為數字信道化器前端不可缺少的一部分起著(zhù)至關(guān)重要的作用?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/ADC">ADC基本原理和性能，仿真分析了在ADC量化位數不同的條件下，ADC對數字已調信號解調性能的影響。
關(guān)鍵詞：衛星通信；數字信道化；模數轉換器

0 引言
當今，通信技術(shù)飛速發(fā)展。由于數字通信具有抗干擾能力強、信道差錯可通過(guò)編碼控制、通信設備易于集成化、易于對信號進(jìn)行加密處理、易于與各種數字終端實(shí)現對接等特點(diǎn)，數字通信技術(shù)發(fā)展勢頭強勁。在衛星通信領(lǐng)域亦是如此，早期的衛星轉發(fā)器基本上都是采用透明轉發(fā)器。隨著(zhù)衛星通信技術(shù)軟硬件的不斷發(fā)展更新，星上處理轉發(fā)器逐漸得到人們的青睞，尤其在軍事活動(dòng)中應用較為廣泛。作為數字設備前端不可缺少的重要器件，模數轉換器(ADC)在衛星有效載荷的應用中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，它將中頻模擬信號轉變?yōu)榭蛇M(jìn)行各種處理的數字信號。在某種程度上說(shuō)，ADC的性能好壞直接影響著(zhù)星上處理轉發(fā)器性能的發(fā)揮。因此，研究ADC對多路數字已調信號性能的影響具有重要的理論和現實(shí)意義。

1 信道化技術(shù)
信道化，簡(jiǎn)單地說(shuō)，是指通過(guò)指定信道對通信實(shí)施管理的過(guò)程，進(jìn)而可以指采用多信道傳輸數據的結構。信道化技術(shù)可以將同時(shí)輸入的不同頻率信號分開(kāi)，在不同的信道內處理，以達到同時(shí)處理多個(gè)信號的目的。在衛星通信系統中，數字信道化技術(shù)是一種運用數字信號處理方法實(shí)現對多路信號靈活處理交換的技術(shù)，該技術(shù)可以在傳統透明轉發(fā)器下用模擬濾波器和中頻交換矩陣實(shí)現對信號的處理交換，它融合了透明轉發(fā)器和處理轉發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的星上信號處理技術(shù)。
衛星通信中的數字信道化技術(shù)大致可分為三個(gè)步驟：第一，模擬信號和數字信號之間的轉換，包括模數轉換器(ADC)和數模轉換器(DA C)；第二，信號的解復用和復用；第三，星上處理，包括數字子信號的處理和交換等過(guò)程。模數轉換和數模轉換是數字信號處理的前提，也是信道化技術(shù)發(fā)展必須解決的首要問(wèn)題。實(shí)現數字信道化的方法很多，綜合起來(lái)有以下幾種：解析信號法、多相／離散傅里葉變換(PDFT)法、頻域濾波(FFT濾波)法、樹(shù)型濾波器組(多相濾波器)法等。實(shí)現數字信道化技術(shù)的星上設備稱(chēng)之為數字信道器，如圖1所示。其中LNA表示低噪聲放大器，HPA表示高功率放大器，DC表示下變頻器，UC表示上變頻器，ADC表示模數轉換器，DAC表示數模轉換器，MCD表示多路信號分離器，MCM表示多路復用器，OBP表示星上處理。

2 數字信遒化器中ADC的性能分析
2．1 模數轉換器
模數轉換器(ADC)，是實(shí)現將連續的模擬信號轉換為時(shí)間離散、幅度離散的數字信號的器件。ADC在軟件無(wú)線(xiàn)電、數據的監控采樣等方面應用十分廣泛，發(fā)揮著(zhù)重要的作用。一般的ADC包括四個(gè)主要部分：(1)防混疊濾波器：用于濾除可通過(guò)采樣而混疊進(jìn)入信號帶寬內的其它信號和干擾；(2)采樣保持器：在數字化期間，保持輸入信號不變；(3)量化編碼器：在采樣保持的基礎上，將模擬電壓轉換為數字電壓；(4)數字緩存器：對待輸出信號進(jìn)行緩存并輸出信號，減輕后續器件的處理能力。ADC的基本結構如圖2所示。ADC與接收機有關(guān)的重要參數還包括：量化比特位數、量化噪聲、最大采樣頻率、最大輸入功率和滿(mǎn)量程輸入范圍等。