恒包络调制讲解学习.ppt

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1、恒包络调制正交振幅调制（QAM）§5.1（QuadratureAmplitudeModulation，QAM）一种振幅和相位联合键控的数字调制技术所有信号点（•）平均分布在同一个圆周上。圆周半径等于信号幅度。观察MPSK的星座图：在信号幅度相同（即功率相等）条件下：——进制数M增加，星座图上相邻信号点的距离越小——这意味着在相同噪声条件下，系统的误码率增大需求背景问题引出如何增大距离，以减小误码率呢？Q&A针对问题解决途径M增加，距离越来越小增大相邻信号点间的距离——增大圆周半径（信号功率）来增大相邻信号点的距离，容易想到的一

2、种办法：-----往往会受发射功率的限制。解决途径——在不增大圆半径基础上（即不增加信号功率），重新安排信号点的位置，以增大相邻信号点的距离。——正交振幅调制QAM:一种把ASK和PSK结合起来的调制方式。一种更好的设计思想：这种思想的可行性方案：振幅和相位联合键控的调制方式。(星座结构)设计思想QAM是一种振幅和相位联合键控的调制方式，其频谱利用率高，抗噪声性能优于MPSK，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、卫星通信等领域获得广泛应用。16QAM信号16PSK信号最大振幅同为AM最小距离——此最小距离代表

3、噪声容限的大小。举例对比最小距离噪声容限越大，抗噪声性能就越强。d2超过d1约1.57dB（最大功率(振幅)相等条件下）d2超过d1约4.12dB（平均功率相等条件下）16QAM是最具有代表性的MQAM信号，此外：表明：16QAM比16PSK的噪声容限大，抗噪能力强。比较：M=4时，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号64QAM信号矢量图256QAM信号矢量图注：QAM星座图除方型结构外，还有星型或其他结构M=64、256时，QAM信号的星座图：若信号功率相同，选择信号点间距离最大的结构，若最小距离相同，选择平均功率最小的星

4、座结构。振幅环个数：应少，有利于实现自动增益控制；相位的个数：应少，有利于实现载波相位跟踪。星座结构——不仅影响到已调信号的功率谱特性，——而且影响已调信号的解调及其性能。设计准则星座结构影响系统性能！2种振幅值8种相位值3种振幅值12种相位方型16QAM星型16QAM在多径衰落信道中，信号振幅和相位取值越多，受到的影响越大，因而星型比方型更具有吸引力。但方型星座的QAM信号的产生与接收更易实现。在QAM中，载波的振幅和相位同时受基带信号控制，因此，它的一个码元可表示为：展开为：MQAM信号可由两路载波正交的ASK信号叠加而成

5、式中：Xk=Akcosk，Yk=-AksinkAk、k、Xk和Yk分别可以取多个离散值16QAM信号的产生表明：AM正交调幅法：用两路正交的4ASK信号叠加，即可形成16QAM信号。方形MQAM利用两个同频正交载波在同一带宽内实现了两路并行的LASK信号的传输。X(t)和Y(t)分别与相互正交的两路载波相乘（调制），形成两路互为正交的4ASK信号，最后将两路信号相加即可得到16QAM信号。输入的二进制序列（每4个“abcd”比特为一组）经过串/并变换器输出速率减半的两路并行序列（上支路ac和下支路bd）；然后分别经过2-

6、4电平变换，形成4电平基带信号X(t)和Y(t)。复合相移法：用两路独立的QPSK信号叠加，即可形成16QAM信号。AMAM大圆上的4个红点表示第一个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。由于16QAM信号的16个信号点在水平轴和垂直轴上投影的电平数均有4个（+3、+1、-1、-3），对应低通滤波器输出的4电平基带信号，因而4电平判决器应有3个判决电平：+2、0、-2。16QAM信号的解调——正交相干解调4电平判决器对4电平基带信号进行判决和检测，再经4-2

7、电平转换和并/串变换器最终输出二进制数据。以上两式适用于其他线性数字调制信号。∵MQAM利用两个同频正交载波在同一带宽内实现了两路并行的LASK信号的传输，∴MQAM的频带利用率:MQAM信号的谱零点带宽频带利用率：（bps/Hz）以上两式也适用于其他线性数字调制信号。在实际中，往往需要对2-L电平转换后的L电平基带信号进行脉冲成形滤波，以抑制已调信号的带外辐射。脉冲成形滤波器通常是滚降系数为的升余弦滤波器。这时，MQAM信号的带宽:最小频移键控（MSK）§5.2——2FSK的改进型问题引出：键控2FSK缺点：相位不连续、占

8、用频带宽和功率谱旁瓣衰减慢等。OQPSK和π/4-QPSK虽然不会像QPSK那样发生180˚相位突变，但未根本解决包络起伏问题。——相位不连续引起MPSK（如QPSK）缺点：载波相位突变（180˚）→旁瓣大（频谱扩展）→干扰邻道；包络起伏大。究其原因：需求背景解决途径：——改