数字信道化技术中ADC的性能分析
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星上数字信道化技术具有极大的灵活性和较高的通信容量，这一切都要归功于所有的处理过程都是在数字域进行的。数字信道化器前端的ADC将接收到的中频模拟信号转换为数字信号。因此，数字信道化器前端的ADC对于整个数字信道化器功能的实现和性能的发挥具有重要作用。卫星通信系统中，上行链路的射频信号下变频为中频信号后进入ADC，ADC输出的数字信号用于信道化、交换等后续处理。为了防止采样后频谱混叠，无失真地重构原信号，ADC的采样速率至少是接收信号带宽的两倍。这就要求ADC满足高速、高精度和大的线性范围的要求。其次，ADC的非均匀量化产生的量化噪声也会引起信号失真；并且，当输入信号是一系列数字已调信号时，ADC可能产生寄生信号；当输入信号的瞬时幅值超过量化器的最大线性范围时，会出现信号剪切效应。通过功率控制，理论上可以控制输入信号的功率使其不超过量化器的最大线性范围，但是实际信号具有随机性以及夹杂着随机干扰信号，使得量化器的剪切效应不可避免。因此，ADC的性能直接影响着后续信道化处理，也是实现数字信道化的重要制约因素之一。
2．2 ADC对数字已调信号的影响
ADC将中频模拟信号数字化后，在数字域实现信道化、交换等各种处理功能。一方面，在数字域对信号进行的处理、交换，可以采用大量集成度高的数字设备，减轻卫星有效载荷的重量，使其运行更加灵活、高效；另一方面，这种系统也会产生寄生信号，寄生信号可能来自ADC、频率综合器和数字信号处理器部分的其它子系统。寄生信号的存在会严重恶化通信系统的性能。另外，ADC本身固有的特性也会不可避免的产生量化噪声。文献对此做了详细的分析。
宽带全球卫星系统(WGS)是美军新一代的宽带卫星系统，其星载有效载荷上采用了许多先进技术，其中就包括星上数字信道化技术。WGS卫星上的数字信道器将4．875GHz的瞬时可交换带宽划分为39个独立的信道，每个信道125 MHz，此信道又可划分为48个2．6 MHz的子信道，从而形成1 872个带宽为2．6 MHz的子信道。每个独立子信道的带宽可以从2．6 MHz等带宽地扩展到125MHz。WGS数字信道化有效载荷与传统的透明转发器不同：传统透明转发器仅仅对上行信号进行滤波、变频和放大，并不对信号进行处理交换等过程。数字信道化有效载荷与再生式处理转发器也不相同：再生式转发器要对信号进行解码、解调处理，恢复出原始信号流，转发器对其进行一定处理后，重新编码、调制、放大后送入下行信号。而WGS数字信道化有效载荷在数字域内对信号进行处理，交换前后并不对信号进行编译码和解调调制，实现方式更加灵活，是一种新型的透明数字弯管转发器。
假设ADC的输入信号为N路数字已调信号之和，仿真分析中采用的调制方式为正交相移键控QPSK，在没有干扰和噪声的情况下，ADC的输入信号可表示为：
其中，Ai表示调制载波的幅度，fi表示调制载波的频率，θid表示第i个信号的数据相位调制，φi表示调制载波的初相位，θid=(2n+1)π／4，n=0，1，2，3。
根据图1的信道模型，利用MATLAB 7．4．0软件仿真了多路相同带宽、相同功率的QPSK信号通过不同量化位数的ADC后的比特误码率性能，6路信号仿真参数设置如下：载波的频率分别取200 Hz、500 Hz、800 Hz、1 100 Hz、1 400 Hz、1700 Hz，载波的幅度为1，信号带宽为200Hz，信号保护间隔为100 Hz；图3绘出了6路信号的频谱图。本文引用地址：//www.cghlg.com/article/155314.htm
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