08_第8章_新型数字带通调制技术 通信原理new

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1、第8章新型数字带通调制技术课程邮箱：cp_cauc@126.com，密码：123abc王晓亮wxl_ee@126.com中国民航大学电子信息工程学院2012-4-24第8章新型数字带通调制技术8.1正交振幅调制8.2最小移频键控8.3正交频分复用通信原理电子信息工程学院28.1正交振幅调制(QAM)°Quadratureamplitudemodulation,QAM°信号表示式s(t)=Acos(ωt+θ)kT

2、sωt−Asinθsinωtkkk0kk0令X=AcosθY=-Asinθkkkkkk则信号表示式变为s(t)=Xcosωt+Ysinωtkk0k0X和Y也是可以取多个离散值的变量。kk从上式看出，s(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之k和。通信原理电子信息工程学院38.1正交振幅调制(QAM)°矢量图在信号表示式中，若θ值仅可以取π/4和-π/4，A值仅可kk以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。通信原理电子信息工程学院48.1正交振幅调制(QA

3、M)有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAMAk通信原理电子信息工程学院58.1正交振幅调制(QAM)类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号64QAM信号矢量图256QAM信号矢量图它们总称为MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。通信原理电子信息工程学院68.1正交振幅调制(QAM)°16QAM信号•产生方法–正交调幅法：用两路独立的正交4ASK信号叠加，形成16QAM信号，如下图所示。AM通信原理电子信息工程学院78.1正交振幅调制(QAM)–复合相移法：它用两路独立的QPSK信号叠加

4、，形成16QAM信号，如下图所示。AMAM图中虚线大圆上的4个大黑点表示第一个QPSK信号矢量的位置。在这4个位置上可以叠加上第二个QPSK矢量，后者的位置用虚线小圆上的4个小黑点表示。通信原理电子信息工程学院88.1正交振幅调制(QAM)•16QAM信号和16PSK信号的性能比较：在下图中，按最大振幅相等，画出这两种信号的星座图。设其最大振幅为A，则16PSK信号的相邻矢量端点的欧氏距离等M于⎛⎞πdA≈=⎜⎟0.393A1MM⎝⎠8而16QAM信号的相邻点欧氏距离等于2AMd==0.471A2M3d2和d1的比值就d

5、A1M代表这两种体制AM的噪声容限之比。d2通信原理电子信息工程学院(a)16QAM(b)16PSK98.1正交振幅调制(QAM)按上两式计算，16QAM的d超过16PSK的d约1.57dB。（最大21功率相等）16QAM信号，在等概率出现条件下，最大功率和平均功率之比等于1.8倍，即2.55dB在平均功率相等条件下，16QAM比16PSK信号的噪声容限大4.12dB。通信原理电子信息工程学院108.1正交振幅调制(QAM)•16QAM方案的改进：QAM的星座形状并不是正方形最好，实际上以边界越接近圆形越好。例如，在下图

6、中给出了一种改进的16QAM方案，其中星座各点的振幅分别等于±1、±3和±5。将其和上图相比较，不难看出，其星座中各信号点的最小相位差比后者大，因此容许较大的相位抖动。通信原理电子信息工程学院118.1正交振幅调制(QAM)星座图通信原理电子信息工程学院128.1正交振幅调制(QAM)星座图（实际中一般采用矩形QAM）f()t2f()t1⎡11⎤⎡11⎤⎢−−ε,ε⎥gg⎢+−ε,ε⎥22gg⎣⎦⎣22⎦通信原理电子信息工程学院138.1正交振幅调制(QAM)•实例：在下图中示出一种用于调制解调器的传输速率为9600b/

7、s的16QAM方案，其载频为1650Hz，滤波器带宽为2400Hz，滚降系数为10％。A10111001111011111010100011001101240000010000010001100011001001010111(a)传输频带(b)16QAM星座通信原理电子信息工程学院14第8章新型数字带通调制技术8.1正交振幅调制8.2最小移频键控8.3正交频分复用通信原理电子信息工程学院158.2最小移频键控°定义：最小频移键控（MinimumShiftKeying,MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格

8、正交的2FSK信号，其波形图如下：通信原理电子信息工程学院168.2最小移频键控°8.2.1正交2FSK信号的最小频率间隔（带宽如何最小？载频间隔多大？）假设2FSK信号码元的表示式为⎧Acos(ωt+ϕ)当发送“1”时11s(t)=⎨Acos(ωt+ϕ)当发送“0”时⎩00现在，为了满足正交条件，要求Ts[cos(