QAM传输系统的设计与实现.ppt

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1、QAM传输系统的设计与实现什么是QAM？信号传输的过程中需要都要占用一定的带宽，数字信号的传输比模拟信号对带宽的需求更高。随着卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高，需要传输的信息量越来越大。为了将这些信息实时传输到地面，对卫星上数传系统的传输能力的要求就越来越高。为了在有限的带宽信道中有效的传输大量的数据，人们研制了各种调制方式来解决有限带宽和大量数据传输之间的矛盾。例如可以采用多进制数字调制(包括幅度、频率、和相位多进制调制)、联合调制、网格调制等等。其中幅度和相位联合调制方式，即QAM（QuadratureAmplitude

2、Modulation）调制方式综合ASK(AmplitudeShiftKeying)与PSK(PhaseShiftKeying)的优点，并通过采用多进制调制方式来提高频带利用率(提高信息传输速率)，因此它在频带利用率和接收端误译码率等指标上，比单一调制正弦波的一个参数的调制方式都要优越，但它的设备复杂程度也是比较高的。随着电子技术的不断发展，设备复杂性也在相对地降低，因此QAM方式是目前高速调制解调器中比较好的的调制方式。QAM调制解调技术在数字通信领域的应用优势以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA为代表的第三代移动通信

3、网络除了支持传统的话音业务以外，还推出了大容量的宽带数据服务，与以GSM、CDMA1595标准为代表的第二代移动通信系统相比，在技术上，3G系统的上下行速率理论上可以达到2Mbit/s左右的水平，它可以提供包括视频在内的各种多媒体宽带应用服务，诸如下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的传输速率和更多的延迟。为了满足此要求，WCDMA对空口接口作了改进，引入了HSDPA技术，使之可支持高达10Mbit/s的峰值速率。在HSDPA系统中引进了AMC技术，在HSDPA系统中AMC的调制选择了低阶的QPSK和高阶的16QAM，作为其调制方式

4、。同样，作为宽带无线接入技术，韩国引入了WIBro技术，它可采用三种调制方式，包括QPSK、16QAM、64QAM等。而目前作为中国国内唯一拥有自主知识产权的高速率无线宽带接入技术—McWiLL，McWiLL终端接入设备CPE亦采用QPSK/8PSK/QAM16/QAM64自适应调制技术。IEEE802.16a标准即WiMAX有很强的的市场竞争力，真正成为城域网的无线接入手段。为了抵抗多径效应等，WIMAX协议中引入了新的物理层技术，而WiMAX协议物理层的OFDM符号的构造方案亦采用QAM调制方式[4-5]。移动通信系统中的另一研

5、究热点即数字集群移动通信系统，也采用QAM数字调制技术[4-5]。与频率调制MSK、GMSK，相位调制OQPSK、π/4-QPSK等相比，QAM是一种相位和振幅联合控制的数字调制技术。它不仅可以得到更高的频谱效率，而且可以在限定的频带内传输更高速率的数据。在数字广播电视传输中，QAM成为DVB-C系统标准的调制方式。QAM除了是DOCSISl.1标准中规定的调制方式之外，而且成为现代CATV双向网、宽带接入技术ADSL、VADSL中规定的调制方式[4-5]。脉冲编码调制脉冲编码调制(pulsecodemodulation——PCM)

6、是典型的编码方式，通常把从模拟信号抽样、量化、直到变为二进制符号的基本过程称为PCM。其原理框图如下图所示：差分脉冲编码调制PCM体制需要用64kb的速率传输1路数字信号，而传输一路模拟电话仅占用4kHZ带宽。相比之下，采用PCM，则数码率太高，传输PCM信号占用更大带宽。例如，对于频带为1MHz的可视电话信号进行编码，根据采样定理，采样速率，若每样值采用8位编码，则数码率为16Mbit/s。对于电视信号，图像信号宽带为6MHz，若也采用8位编码，则数码率将达100Mbit/s。为了降低数字电话信号的比特率，改进方法之一是采用预测编

7、码方法。预测编码方法有多种，差分脉冲编码调制，简称差分脉码调制DPCM，是其中广泛应用的一种基本预测方法。DPCM编解码基本原理DPCM是一种利用信号样值之间的关联特性进行高效率波形编码的方法。当信号样值序列中邻近样值之间存在明显的关联时，那么样值的差值方差就会比较样值本身的方差要小。PCM中直接传输样值本身，而在DPCM中，传输数据为样值的差值，在量化误差不变的条件下，就可以用较少的比特数来表示码字，也就提高了波形编码的效率。DPCM的组成方框如下图所示：QAM调制原理正交振幅调制（QAM）就是用两个相互独立的数字基带信号对相互正

8、交且频率相同的两路载波信号进行双边带调制，因为这种已调信号在同一带宽内频谱正交，所以可用来实现同相和正交两路并行的数字信号传输。正交振幅调制（QAM）信号的一般表示式为：上式中，是基带信号的幅度，是单个基带信号的波形，宽度为。QAM信