通信原理课件PPT教学课件-第9章 现代数字调制解调技术.ppt

正交振幅调制(QAM)
最小移频键控(MSK)
高斯最小移频键控(GMSK)
DQPSK调制
OFDM调制
扩频调制
数字化接收技术
第 9 章现代数字调制解调技术
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第 9 章现代数字调制解调技术
(QAM)
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。近年来,随着通信业务需求的迅速增长,寻找频谱利用率高的数字调制方式已成为数字通信系统设计、研究的主要目标之一。正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)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制也引起人们的重视
MQAM调制原理
正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制,利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。正交振幅调制信号的一般表示式为
 sMQAM(t)=
式中,An是基带信号幅度,g(t-nTs)是宽度为Ts的单个基带信号波形。式( - 1)还可以变换为正交表示形式:
sMQAM(t)=
sMQAM(t)=
令 Xn=An cosφn
Yn=Ansinφn
则式( - 2)变为
sMQAM(t)=
QAM中的振幅Xn和Yn可以表示为
A
Yn=dnA
式中,、、dn决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点。
QAM信号调制原理图如图 9 - 1 所示。图中,输入的二进制序列经过串/并变换器输出速率减半的两路并行序列, 再分别经过2电平到L电平的变换,形成L电平的基带信号。为了抑制已调信号的带外辐射,该L电平的基带信号还要经过预调制低通滤波器,形成X(t)和Y(t),再分别对同相载波和正交载波相乘。最后将两路信号相加即可得到QAM信号。
图9-1 QAM信号调制原理图
信号矢量端点的分布图称为星座图。通常,可以用星座图来描述QAM信号的信号空间分布状态。对于M=16的16QAM来说,有多种分布形式的信号星座图。两种具有代表意义的信号星座图如图 9 - 2 所示。在图 9 - 2(a)中, 信号点的分布成方型,故称为方型16QAM星座,也称为标准型16QAM。在图 9 - 2(b)中,信号点的分布成星型,故称为星型16QAM星座。
若信号点之间的最小距离为2A,且所有信号点等概率出现,则平均发射信号功率为
图 9- 216QAM的星座图
(a) 方型16QAM星座; (b) 星型16QAM星座
对于方型16QAM,信号平均功率为
对于星型16QAM,信号平均功率为
。另外,两者的星座结构也有重要的差别。一是星型16QAM只有两个振幅值,而方型16QAM有三种振幅值;二是星型16QAM只有8种相位值,而方型16QAM有12种相位值。这两点使得在衰落信道中,星型16QAM比方型16QAM更具有吸引力。
M=4, 16, 32, …, 256时MQAM信号的星座图如图 9 - 3 所示。其中,M=4, 16, 64, 256 时星座图为矩形,而M=32, 128 时星座图为十字形。前者M为2的偶次方,即每个符号携带偶数个比特信息;后者M为2的奇次方,即每个符号携带奇数个比特信息。
若已调信号的最大幅度为1,则MPSK信号星座图上信号点间的最小距离为
 dMPSK=2 sin
而MQAM信号矩形星座图上信号点间的最小距离为