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數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)的電子調(diào)諧解調(diào)器產(chǎn)生的正交模擬I，Q兩路基帶信號(hào)，首先要送到數(shù)字解調(diào)電路進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，然后再送到信道解碼電路進(jìn)行進(jìn)一步處理。數(shù)字解調(diào)與信道解碼電路的功能是將模擬I，Q基帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化變換后，用數(shù)字信號(hào)處理的方式，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)字解調(diào)和解碼。數(shù)字解調(diào)部分主要包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、匹配濾波器、QPSK數(shù)字解調(diào)器（這一部分包括插值操作、時(shí)鐘和載頻恢復(fù)）等。
1匹配濾波
數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題就是如何提高解調(diào)器輸入端的載噪比，因?yàn)樘岣咻d噪比意味著可降低解調(diào)后信號(hào)的誤碼率。由匹配濾波器理論可知，只要發(fā)射信號(hào)頻譜與信道的頻率特性有最佳的配合，或在信道的輸出端插入一個(gè)具有某種頻率特性的濾波器，使信道和濾波器的綜合特性成為最佳，就可以提高解調(diào)輸入端的載噪比。由于信道和發(fā)射信號(hào)具有多樣性和隨機(jī)性，因此一般應(yīng)采用插入濾波器的方法，才能實(shí)現(xiàn)頻譜與綜合信道的匹配。該濾波器就稱(chēng)為匹配濾波器，其頻率特性應(yīng)滿足以下要求：
如果發(fā)射端輸出的信號(hào)濰s(t),要疊加信道加性噪聲n(t)后的輸出為v(t)，則匹配濾波器的頻率特性應(yīng)為：
H(f)=S*(f)/N(f)
其中,S*(f)為S(f)傅里葉變換的共軛,N(f)為n(t)的傅里葉變換。這樣,經(jīng)過(guò)該匹配濾波器濾波之后,輸出信號(hào)就獲得最大的信噪比。通常,信道的噪聲是高斯白噪聲,即N(f)是常數(shù),則匹配濾波器的傳輸函數(shù)只要設(shè)計(jì)為S*(f)即可,為輸入信號(hào)頻譜函數(shù)的共軛函數(shù)。
2QPSK數(shù)字解調(diào)
數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)的QPSK數(shù)字解調(diào)的電路組成框圖如圖1所示，它包括A/D轉(zhuǎn)換器、匹配濾波器、插值器、時(shí)鐘恢復(fù)電路和載頻恢復(fù)電路等。
實(shí)際電路中，在模擬正交解調(diào)器中所使用的本振信號(hào)并非由接收信號(hào)中提取的相干載頻，而是由高穩(wěn)定度的頻率合成器所產(chǎn)生。這樣，由于傳輸信號(hào)的頻率偏移或接收系統(tǒng)前端的高頻頭(LNB)本振的偏移，在實(shí)際載頻和標(biāo)稱(chēng)載頻之間必然存在頻差及相位抖動(dòng)。這使得輸出的模擬基帶信號(hào)是帶有載頻誤差的信號(hào)，這樣的模擬基帶信號(hào)即使采用定時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘進(jìn)行取樣判決，得到的數(shù)字信號(hào)也不是原來(lái)發(fā)射端的調(diào)制信號(hào)，這種誤差的累積效應(yīng)將導(dǎo)致抽樣判決后增大誤碼率。
此外，ADC的取樣時(shí)鐘也不是從輸入信號(hào)中提取的，因此，當(dāng)取樣時(shí)鐘與輸入的數(shù)據(jù)不同步時(shí)，取樣時(shí)將不在最佳取樣時(shí)刻進(jìn)行取樣，得到的樣值的統(tǒng)計(jì)信噪比就不是最高的，使得產(chǎn)生誤判決的機(jī)會(huì)增大，即取樣判決后的誤碼率增大。為此，在本電路中需要恢復(fù)出一個(gè)與數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘，來(lái)校正固定取樣所造成的樣點(diǎn)誤差。同時(shí)，準(zhǔn)確的位定時(shí)信息可為數(shù)字解調(diào)之后的信道糾錯(cuò)解碼提供正確的時(shí)鐘。可見(jiàn)，定時(shí)恢復(fù)和載頻恢復(fù)直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。
因此，QPSK數(shù)字解調(diào)模塊實(shí)際上可消除模擬正交解調(diào)輸出中附帶的載頻偏移量，并保證抽樣判決輸出端得到最低誤碼率。在圖1中，A/D變換器對(duì)輸入的模擬基帶信號(hào)取樣并得到樣值序列。定時(shí)恢復(fù)模塊通過(guò)某種算法產(chǎn)生定時(shí)誤差τ，插值器在τ的控制下，對(duì)信號(hào)樣值進(jìn)行插值濾波，得到信號(hào)在最佳取樣點(diǎn)的值。載頻恢復(fù)電路則可校正載頻頻差及相位抖動(dòng)，以獲得正確的取樣值。產(chǎn)生定時(shí)誤差τ的算法很多，其中有的算法具有位定時(shí)恢復(fù)與頻率誤差無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，即時(shí)鐘的提取不需要在載頻同步的狀態(tài)下進(jìn)行，這樣，定時(shí)同步與載頻同步可以分別進(jìn)行，互不影響。
摘自《中國(guó)有線電視》
