型数字带通调制技术

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1、通信原理1通信原理湖南大学信息科学与工程学院陈林linchenhnu@hnu.edu.cn23其它数字调制简介数字调制的三种基本方式：数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制，这三种数字调制方式是数字调制的基础。三种基本数字调制方式都存在不足之处，如频谱利用率低、抗多径衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等。为了改善这些不足，近几十年来人们不断地提出一些新的数字调制解调技术，以适应各种通信系统的要求。其主要研究内容围绕着减小信号带宽以提高频谱利用率；提高功率利用率以增强抗干扰性能；适应各种随参信道以增强抗多径衰落能力等。第

2、8章新型数字带通调制技术4例如，在恒参信道中，正交振幅调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）方式具有高的频谱利用率，因此，正交振幅调制在卫星通信和有线电视网络高速数据传输等领域得到了广泛应用。而正交频分复用在非对称数字环路ADSL和高清晰度电视HDTV的地面广播系统等得到了成功应用。高斯最小移频键控（GMSK）和π/4DQPSK具有较强的抗多径衰落性能，带外功率辐射小等特点，因而在移动通信领域得到了应用。GMSK用于泛欧数字蜂窝移动通信系统（GSM），π/4DQPSK用于北美和日本的数字蜂窝移动通信系统。第8章新型数字带通

3、调制技术第8章新型数字带通调制技术8.1正交振幅调制(QAM)8.2最小移频键控(MSK)8.3正交频分利用（OFDM）返回主目录通信原理1.振幅相位联合键控（APK）2.正交调制模型3.正交振幅调制信号的表示4.16QAM产生方法5.QAM信号和PSK信号的性能比较6.16QAM实例7.例题6新型数字带通调制技术-正交振幅调制QAM振幅相位联合键控系统（APK）：问题的提出在系统带宽一定的情况下，多进制调制的信息传输速率比二进制高，也就是说，多进制调制系统的频带利用率高，提高了有效性多进制调制系统频带利用率的提高是通过牺牲

4、功率利用率来换取的，降低了可靠性在MPSK体制中，随着M增大，相邻相位的距离减小，使得噪声容量减小，误码率难以保障，为改善M大时的噪声容限，发展了QAM体制。解决方法：振幅相位联合键控:正交振幅调制(QAM，QuadratureAmplitudeModulation)是一种相位和振幅联合调制。7振幅相位联合键控（APK）振幅相位联合键控（APK）--振幅和相位都有几种取值。APK信号的一般表达式：e0(t)=∑ang(t-nTs)cos(ωct+φn)=[∑ang(t-nTs)cosφn]cos(ωct)-[∑ang(t-n

5、Ts)sinφn]sin(ωct)令：ancosφn=Xn,-ansinφn=Yne0(t)=∑Xng(t-nTs)cosωct+∑Yng(t-nTs)sinωct=cosωct+sinωct可见APK可以看作两个正交调制信号之和。89正交调制模型两个独立的正交双边带振幅调制之和。I和Q在时间上是重叠的，频域上也是重叠的。因为是正交的，所以可以分开。对两个相互正交的同频率载波进行双边带调制，合成起来就得到正交双边带调制信号。10正交调制的多种形态当Q(t)和I(t)是模拟信号，且Q(t)是I(t)的希尔伯特变换时，正交调制就

6、变成了单边带调制。当Q(t)和I(t)是数字基带信号，且Q(t)与I(t)的取值为多幅度--即多电平时，就构成正交振幅调制(QAM--QuadratureAmplitudeModulation)QAM当Q(t)和I(t)是数字基带信号，且Q(t)与I(t)的取值为±1时，此时的4QAM就是QPSK。正交振幅调制(QAM)是用二个独立的基带波形对二个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制。在这种调制中，己调制载波的振幅和相位都随二个独立的基带信号变化。采用多进制正交振幅调制MQAM(M>2)。增大M可提高频率的利用率，也即

7、提高传输效率.与MPSK相比，同进制、相同发射功率条件下的MQAM误码率更低，即可靠性比MPSK好。1112MQAM调制(振幅相位联合键控——APK）的应用在现代通信中，提高频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。正交振幅调制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式，其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。在移动通信中，随着微蜂窝和微微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调

8、制也引起人们的重视。在光纤通信网络中，QAM也在开展研究，并取得一定的进展。131.正交振幅调制(QAM--QuadratureAmplitudeModulation)信号的表示信号的一个码元可以表示为式中，k=整数；Ak和k分别可以取多个离散值。上式可以展开为令Xk=AkcoskYk