正交振幅调制
- 格式:doc
- 大小:501.19 KB
- 文档页数:14
带通调制基本方法带通调制是一种将模拟信号转换为数字信号的方法,它在通信领域中被广泛应用。
带通调制的基本方法有多种,其中包括正交振幅调制(QAM)、频移键控(FSK)、调频(FM)和调相(PM)等。
1. 正交振幅调制(QAM)正交振幅调制是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。
它利用正交相移键控(PSK)和正交振幅调制(ASK)的组合,将信号分解为不同的子载波,并通过改变每个子载波的振幅和相位来传输信息。
QAM的信号构成是一个复杂的星座图,其中每个星点代表一种独特的信息组合。
2. 频移键控(FSK)频移键控是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
它通过改变载波的频率来传递数字信息。
在FSK中,两个不同的频率分别代表二进制的0和1。
发送端通过切换不同的载波频率来发送数字信息,接收端则需要解调接收到的信号来恢复原始的数字信息。
3. 调频(FM)调频是一种将模拟信号转换为模拟信号的调制技术。
它通过改变载波的频率来传输模拟信号。
在调频中,模拟信号的幅度被认为是恒定的,而载波的频率则随着模拟信号的变化而变化。
这种调制技术通常用于广播电台和音频传输领域。
4. 调相(PM)调相是一种将模拟信号转换为模拟信号的调制技术。
它通过改变载波相位来传输模拟信号。
在调相中,模拟信号的幅度和频率被认为是恒定的,而载波的相位则随着模拟信号的变化而变化。
这种调制技术通常用于通信领域中要求较小带宽的应用,如调频电视和微波通信等。
以上是带通调制的一些基本方法。
不同的调制方法适用于不同的应用场景,选择合适的调制方法能够提高信号传输的效率和质量。
带通调制在现代通信领域中扮演着重要的角色,对于实现高速、高可靠性的数据传输具有重要作用。
qam——正交振幅调制原理介绍QAM是一种数字调制技术,全称为正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation)。
在通信领域中,QAM广泛应用于数字通信系统中,能够有效地提高数据传输的效率和可靠性。
本文将从QAM 的原理入手,介绍其基本概念和工作原理。
QAM的基本原理是通过改变信号的振幅和相位来传输数字信息。
在QAM调制中,信号被分为两部分:正交振幅和正交相位。
正交振幅指的是信号的振幅大小,正交相位则是信号的相位角度。
通过同时改变振幅和相位,QAM可以在有限的频谱范围内传输更多的数据。
这种调制技术将数字比特流转换为模拟信号,以便通过传统的模拟通信系统传输。
QAM的原理可以简单地理解为将两个正交的调制信号叠加在一起,形成一个复合信号。
这样的设计使得QAM在相同带宽下可以传输更多的信息,从而提高了信道利用率。
在QAM调制中,不同的比特组合对应着不同的振幅和相位值,因此接收端可以通过解调来还原原始的数字信号。
QAM调制的关键优势之一是其灵活性。
通过调整振幅和相位的值,QAM可以适应不同的信道条件和传输要求。
在实际应用中,QAM 常常与其他调制技术结合使用,如OFDM(正交频分复用),以提高系统性能和抗干扰能力。
除了灵活性,QAM还具有较高的传输效率和误码率性能。
由于QAM可以在有限的频谱内传输多个比特,因此可以在相同的带宽下传输更多的数据。
同时,QAM的抗噪声和抗干扰能力也较强,能够在复杂的通信环境下保持较高的传输质量。
总的来说,QAM作为一种常用的数字调制技术,在现代通信系统中发挥着重要的作用。
通过灵活的振幅和相位调制,QAM可以实现高效率的数据传输,适应不同的信道条件,并提供可靠的通信连接。
在未来的通信发展中,QAM仍将继续发挥重要作用,推动数字通信技术不断向前发展。
正交振幅调制原理正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)是一种先进的数字调制技术,广泛应用于无线通信、有线电视、卫星广播等领域。
QAM通过在信号空间域中对振幅和相位进行调制,提高了频带利用率和抗噪声性能。
本文将介绍正交振幅调制的原理,包括信号空间域、振幅调制、正交性、键控技术、网格编码、相位映射、频带效率以及抗噪声性能等方面。
1.信号空间域信号空间域是一种描述信号的方式,将信号表示为复数形式的向量或矩阵。
在QAM中,信号被表示为复数形式,实部表示幅度,虚部表示相位。
在信号空间域中,每个信号点都可以用一个复数坐标表示,横轴表示实部(幅度),纵轴表示虚部(相位)。
2.振幅调制振幅调制是一种通过改变信号幅度的幅度来传递信息的方式。
在QAM中,振幅调制被用来表示信号的幅度信息。
通过将信号的幅度映射到不同的振幅级别上,可以传递更多的信息。
3.正交性正交性是指两个或多个信号在某个范围内不重叠,即它们的幅度和相位不相互干扰。
在QAM中,正交性被用来表示不同信号点的幅度和相位不会相互干扰。
通过保持正交性,可以避免信号间的干扰,提高频带利用率。
4.键控技术键控技术是一种数字调制技术,通过控制信号的通断状态来传递信息。
在QAM中,键控技术被用来实现相位调制。
通过将相位分成不同的级别,并将每个级别映射到一个特定的键位上,可以实现相位调制。
5.网格编码网格编码是一种将信息编码成网格形式的技术。
在QAM中,网格编码被用来实现振幅和相位的同时调制。
通过将振幅和相位信息编码成一个网格图案,可以实现同时传递更多的信息。
6.相位映射相位映射是一种将信号的相位映射到另一个相位上的技术。
在QAM中,相位映射被用来实现相位调制。
通过将相位映射到不同的相位级别上,可以实现相位调制。
7.频带效率频带效率是指单位频带内传输的信息量。
QAM通过在信号空间域中对振幅和相位进行调制,提高了频带利用率和抗噪声性能。
§4-4 正交幅度调制技术QAM正交振幅调制(QAM :Quadrature Amplitude Modulation )是一种幅度和相位联合键控(APK )的调制方式。
它可以提高系统可靠性,且能获得较高的信息频带利用率,是目前应用较为广泛的一种数字调制方式。
在NTSC 制和PAL 制中形成色度信号时,用正交调幅方式将两个色差信号调制到色度副载波上。
QAM 也可用于数字调制。
数字QAM 有4QAM 、8QAM 、16QAM 、32QAM 等调制方式。
其中,16QAM 和32QAM 广泛用于数字有线电视系统。
QAM 调制效率高,要求传送途径的信噪比高,适合有线电视电缆传输。
在美国,正交调幅通常用在地面微波链路,不用于国内卫星,欧洲的电缆数字电视采用QAM 调制,而加拿大的卫星采用正交调幅。
一、时域表示正交振幅调制QAM (Quadrature Amplitude Modulation )是用两路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。
其表达式为:S QAM (t )=∑+-nn c n t w nTb t g A )cos()(ϕ (4-15)式中,A n 是基带信号第n 个码元的幅度,n ϕ是第n 个信号码元的初始相位,g (t )是幅度为1,宽度为T b 的单个矩形脉冲。
将式(4-15)展开得:S QAM (t )=[∑-n n nTb t g A ϕcos )(]cos t c ω-[∑-nn n nTb t g A ϕsin )(]sin t c ω令X n =k n A ϕcos ,Y n =k n A ϕsin 则有下式:S QAM (t )=[∑-nn nTb t g X )(] cos t c ω-[∑-nn nTb t g Y )(] sin t c ω=m I (t) cos t c ω-m Q (t)sin t c ω(4-16)通常可用星座图来描述QAM 信号的空间分布状态。
qam——正交振幅调制原理介绍正交振幅调制(QAM)是一种数字通信技术,用于在高频率信道上传输数字信号。
QAM将两个或更多的数字信号分别调制在不同的正弦波上,而这些正弦波的频率相同,但相位不同。
这种技术可以将多个数字信号同时传输,从而提高信道的传输效率。
QAM的原理是将数字信号转换为模拟信号,然后将这些模拟信号调制在正弦波上。
在QAM中,数字信号被编码为一系列数字比特,这些比特被分成两个组,分别被调制在正弦波的正半周和负半周上。
这样,每个数字信号都被编码为一组正负振幅和正负相位的正弦波。
这些波形都被混合在一起,形成一个复合波,通过信道进行传输。
在接收端,接收到的信号被分离为不同的正弦波,然后将它们解调回数字信号。
这个过程是通过将信号与参考信号进行比较来完成的。
参考信号是一个相位恒定的正弦波,与接收信号相乘后,将产生两个新的信号,一个是在相位相同的正弦波,另一个是在相位相反的正弦波。
这两个信号被分别解调并重新组合成原始的数字信号。
由于相位差异,解调后的两个信号会相互抵消,从而消除了任何干扰。
QAM是一种非常有效的数字通信技术,因为它可以在同一频带宽度内传输更多的信息。
在QAM中,每个数字信号可以使用不同的调制方式,包括16-QAM、64-QAM和256-QAM等。
这些调制方式对于传输不同的数据速率和信号质量都有不同的优势和限制。
因此,在选择适当的调制方式时,需要考虑传输的数据速率、信道的性质和所需的信号质量。
QAM是一种非常重要的数字通信技术,可以有效地利用信道资源,提高信道传输效率。
在未来,随着数码技术的飞速发展和应用场景的不断扩大,QAM将会在更广泛的领域中得到应用。
调制编码的种类及原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述调制编码是一种在通信过程中用于将信息从其原始形式转换成适合传输和存储的信号形式的技术。
它是通信领域中不可或缺的关键技术之一。
调制编码的种类繁多,每种种类都有其独特的应用和优势。
调制编码的目的是通过将原始的数字数据转换为模拟信号或数字信号,以便在信道中传输。
通过调制编码,可以将数字信号转换为模拟信号,从而可以通过模拟信道进行传输。
同时,调制编码还可以将数字信号转换为数字信号,以便通过数字信道进行传输,从而更好地兼容数字通信系统。
调制编码的原理是通过一定的编码规则将输入的数字信息转换为特定的信号模式。
这些信号模式可以是连续的模拟信号,也可以是离散的数字信号。
不同的调制编码方法采用不同的编码规则和映射方式,以便实现在不同信道条件下的高效、可靠的信息传输。
在本文中,我们将讨论几种常见的调制编码的种类和原理。
我们将介绍调幅调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等模拟调制编码,以及脉冲编码调制(PCM)、正交振幅调制(QAM)等数字调制编码。
我们将详细介绍每种调制编码的基本原理、优势和应用场景,以便读者更好地理解和运用调制编码技术。
通过对调制编码的种类和原理进行全面的介绍,读者将能够更好地理解和应用调制编码技术,并在实际的通信系统中进行选取和优化,从而实现高效、可靠的信息传输。
在接下来的章节中,我们将详细阐述每种调制编码的种类和原理,并总结其应用和优势。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将对调制编码的种类及原理进行一个简单的概述,介绍文章的结构和目的,让读者对文章有一个整体的了解。
在正文部分,我们将详细讨论调制编码的种类和原理。
首先,我们将介绍调制编码的种类,包括常见的调幅、调频和调相编码等,对每种编码方法进行详细的解释和分析。
然后,我们将探讨调制编码的原理,包括数字信号与模拟信号的转换过程、调制器和解调器的工作原理等。
QAM浅析QAM(Quadrature Amplitude Modulation):正交振幅调制。
正交振幅调制,这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。
QAM是数字信号的一种调制方式,在调制过程中,同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码,把多进制与正交载波技术结合起来,进一步提高频带利用率。
产生背景随着通信业迅速的发展,传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求,而可用频谱资源有限,不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外,人们亦不能满足通信单一的语音服务,希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要,正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术,尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率,在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下,正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
简介正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法,因此会双倍扩展有效带宽。
正交调幅被用于脉冲调幅,特别是在无线网络应用。
正交调幅信号有两个相同频率的载波,但是相位相差90度。
一个信号叫I信号,另一个信号叫Q信号。
从数学角度将一个信号可以表示成正弦,另一个表示成余弦。
两种被调制的载波在发射时已被混和。
到达目的地后,载波被分离,数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。
QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅,利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性,实现两路并行的数字信息的传输。
该调制方式通常有二进制QAM(4QAM)、四进制QAM(l6QAM)、八进制QAM(64QAM)、…,对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图,分别有4、16、64、…个矢量端点。
电平数m和信号状态M之间的关系是对于4QAM,当两路信号幅度相等时,其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。
正交振幅调制1.正交振幅调制(QAM)(1)QAM的定义正交振幅调制(QAM)是一种振幅和相位联合键控的调制方式。
(2)QAM的意义改善M较大时的噪声容限。
(3)QAM的信号表达式信号的一个码元表示为式中,k为整数;A k和θk分别可以取多个离散值,即信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。
e k(t)可看作是两个正交的振幅键控信号之和式中,。
(4)QAM的矢量图图8-1 QAM信号矢量图黑点表示每个码元的位置,并且示出它是由两个正交矢量合成的。
从其矢量图看像是星座,又称星座调制。
(5)16QAM①16QAM信号的产生方法a.正交调幅法用两路独立的正交4ASK信号叠加,形成16QAM信号,如图8-2所示:图8-2 正交调幅法b.复合相移法用两路独立的QPSK信号叠加,形成16QAM信号,如图8-3所示:图8-3 复合相移法②16QAM信号和16PSK信号性能比较a.矢量图的比较图8-4 16QAM和16PSK信号的矢量图b.噪声容限的比较第一,欧几里得距离16QAM信号的相邻信号点间的欧几里得距离16PSK信号的相邻点欧几里得距离此距离直接代表着噪声容限的大小。
第二,噪声容限在最大功率(振幅)相等的条件下,16QAM比16PSK信号的噪声容限大1.57dB;在平均功率相等条件下,16QAM比16PSK信号的噪声容限大4.12dB。
④改进的16QAM方案图8-5 改进的16QAM的矢量图QAM的星座形状以边界越接近圆形越好。
改进的16QAM方案中星座各点的振幅分别等于±1、±3和±5。
星座中各信号点的最小相位差比后者大,容许较大的相位抖动。
《通信原理》课程设计报告二○一三~二○一四学年第一学期学号姓名班级电子工程系目录第一章绪论 (4)1.1 QAM简介 (4)第二章正交振幅调制 (5)2.1 MQAM信号的星座图 (5)2. 2 QAM的调制解调原理 (6)第三章 16QAM调制解调系统实现与仿真 (6)3.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真 (7)3.1.1 串并转换模块 (7)3.1.2 2/4电平转换模块 (9)3.1.3 其余模块与调制部分的结果 (10)3.2 16QAM解调模块的模型建立与仿真 (11)3.2.1 相干解调 (11)3.2.2 4/2电平判决与毛刺消除仿真电路 (11)3.2.3 并串转换与最终解调结果对比 (13)第四章仿真结果分析及总结 (15)4.1 仿真结果分析 (15)4.2 总结 (15)第一章绪论1.1 QAM简介随着现代通信技术的发展,特别是移动通信技术高速发展,频带利用率问题越来越被人们关注。
在频谱资源非常有限的今天,传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。
正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势,成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。
正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)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。
作为国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式之一,正交振幅调制(QAM)在移动通信中频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。
正交振幅键控是将两种调幅信号(2ask和2psk)汇合到一个信道的方法,因此会双倍扩展有效带宽。
正交调幅被用于脉冲调幅,特别是在无线网络应用。
正交调幅信号有两个相同频率的载波,但是相位相差90度(四分之一周期,来自积分术语)。
数字通信中的调制方案比较随着信息技术的飞跃发展,数字通信越来越普遍,也越来越重要。
在数字通信中,数据会通过一些信号传输到接收方,而这些信号的传输就要经过调制(Modulation)这一过程。
调制是数字通信中的核心技术之一,决定着数字信号传输的好坏,因此不同的调制方案也对通信效果有着很大的影响。
本文将就几种常见的调制方案进行比较和分析。
1.频移键控调制(FSK)FSK是一种广泛采用的数字调制方案之一,它在采用两个频率(分别代表的是0和1)之间切换的过程中实现数字信号传输。
FSK码率与调制频率相等,因此它可以很容易地与时钟电路进行同步,并且它不会产生频谱扩展,相对来说是一种比较有效的调制方式。
但是,FSK有一些缺点,其中最明显的是它的频带占用率相当高,这会在一定程度上影响传输速率。
2.相移键控调制(PSK)PSK与FSK类似,它也是一种二元数字调制方案,但是它是通过改变信号的相位来传输数据的。
与FSK相比,PSK带宽利用率更高,这样在相同的带宽内,它能够传输更多的数据。
此外,PSK也比FSK更灵活,当需要传输多位数据时将非常有用,但是它比FSK对相位误差更敏感,这往往会在接收端产生比较高的误码率。
3.正交振幅调制(QAM)QAM是一种复合数字调制方案,它将幅度调制和相位调制结合在了一起。
在QAM中,数据信号被分成两个部分:一个用来控制信号的幅度,另一个用于控制信号的相位。
QAM被广泛应用于数字电视和数字通信中,它具有很好的频带利用率和传输速率。
但是,QAM在高误差率的环境下表现不佳,因为它容易受到信道中的噪声和干扰。
4.正交频分复用(OFDM)OFDM是一种多载波数字调制方案,它可以有效地利用信道,并且在多径干扰下具有很好的鲁棒性。
OFDM将数据信号通过多个载波的组合来传输,因此可以避免频率选择性衰落产生的影响,并且可以充分利用频率资源,提高数据传输速率。
OFDM在数字音视频广播、数字电视、LTE和WLAN等领域中有着广泛的应用,是一种非常有效的数字调制方案。
《通信原理》课程设计报告二○一三~二○一四学年第一学期学号姓名班级电子工程系目录第一章绪论 (4)1.1 QAM简介 (4)第二章正交振幅调制 (5)2.1 MQAM信号的星座图 (5)2. 2 QAM的调制解调原理 (6)第三章 16QAM调制解调系统实现与仿真 (6)3.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真 (7)3.1.1 串并转换模块 (7)3.1.2 2/4电平转换模块 (9)3.1.3 其余模块与调制部分的结果 (10)3.2 16QAM解调模块的模型建立与仿真 (11)3.2.1 相干解调 (11)3.2.2 4/2电平判决与毛刺消除仿真电路 (11)3.2.3 并串转换与最终解调结果对比 (13)第四章仿真结果分析及总结 (15)4.1 仿真结果分析 (15)4.2 总结 (15)第一章绪论1.1 QAM简介随着现代通信技术的发展,特别是移动通信技术高速发展,频带利用率问题越来越被人们关注。
在频谱资源非常有限的今天,传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。
正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势,成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。
正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)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。
作为国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式之一,正交振幅调制(QAM)在移动通信中频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。
正交振幅键控是将两种调幅信号(2ask和2psk)汇合到一个信道的方法,因此会双倍扩展有效带宽。
正交调幅被用于脉冲调幅,特别是在无线网络应用。
正交调幅信号有两个相同频率的载波,但是相位相差90度(四分之一周期,来自积分术语)。
一个信号叫I信号,另一个信号叫Q信号。
从数学角度将一个信号可以表示成正弦,另一个表示成余弦。
两种被调制的载波在发射时已被混和。
到达目的地后,载波被分离,数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。
QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅,利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性,实现两路并行的数字信息的传输。
该调制方式通常有二进制QAM(4QAM)、四进制QAM(l6QAM)、八进制QAM(64QAM)、…,对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图,分别有4、16、64、…个矢量端点。
电平数m 和信号状态M之间的关系是对于4QAM,当两路信号幅度相等时,其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。
正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)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。
第二章正交振幅调制2.1 MQAM信号的星座图正交振幅调制(QAM)是一种矢量调制,它是将输入比特先映射(一般采用格雷码)到一个复平面(星座)上,形成复数调制符号。
正交调幅信号有两个相同频率的载波,但是相位相差90度(四分之一周期,来自积分术语)。
一个信号叫I信号,另一个信号叫Q 信号。
从数学角度将一个信号可以表示成正弦,另一个表示成余弦。
两种被调制的载波在发射时已被混和。
到达目的地后,载波被分离,数据被分别提取然后和原始调制信息相和。
这样与之作幅度调制(AM)相比,其频谱利用率高出一倍。
QAM 是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅,利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性,实现两路并行的数字信息的传输。
该调制方式通常有二进制QAM (4QAM )、四进制QAM (l6QAM )、八进制QAM (64QAM )、…,对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图,分别有4、16、64、…个矢量端点。
目前QAM 最高已达到1024QAM 。
样点数目越多,其传输效率越高。
但并不是样点数目越多越好,随着样点数目的增加,QAM 系统的误码率会逐渐增大,所以在对可靠性要求较高的环境,不能使用较多样点数目的QAM 。
对于4QAM ,当两路信号幅度相等时,其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK 相同。
MQAM 信号表示式可写成 )sin cos (2)(t w B t w A T t S c i c i BMQAM += 其中,Ai 和Bi 是振幅,表示为⎭⎬⎫-±=-±=)12()12(j Bj i Ai 其中,i,j=1,2,…,L ,当L=1时,是4QAM 信号;当L=2时,是16QAM 信号;当L=4时,是64QAM 信号。
选择正交的基本信号为 ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==t w T t t w T t c B c B sin 2)(cos 2)(21ϕϕ 在信号空间中MQAM 信号点 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=j i ij B A S (i,j=1,2,…,L) MQAM 的星座图是一种矩形的MQAM 星座图。
MQAM 信号星座图为了说明MQAM 比MPSK 具有更好的抗干扰能力,图2.1.2示出了16PSK 和16QAM 的星座图,这两个星座图表示的信号最大功率相等,相邻信号点的距离d1,d2分别为:2DPSK A A d 39.016sin 21=≈π16QAM A M d 47.01162122=-=-≈ 结果表明,d2>d1,大约超过1.64dB 。
合理地比较两星座图的最小空间距离应该是以平均功率相等为条件。
可以证明,在平均功率相等条件下,16QAM 的相邻信号距离超过16PSK 约4.19dB 。
星座图中,两个信号点距离越大,在噪声干扰使信号图模糊的情况下,要求分开两个可能信号点越容易办到。
因此16QAM 方式抗噪声干扰能力优于16PSK 。
MQAM 的星座图除正方形外,还有圆形、三角形、矩形、六角形等。
星座图的形式不同,信号点在空间距离也不同,误码性能也不同。
MQAM 和MPSK 在相同信号点数时,功率谱相同,带宽均为基带信号带宽的2倍。
16QAM 即16进制正交振幅调制,它是一种振幅/相位联合键控(APK)体制。
16QAM 的产生有2种方法:(1)正交调幅法,它是有 2 路正交的四电平振幅键控信号叠加而成;(2)复合相移法:它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
16QAM 信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。
故这种信号序列的第k 个码元可以表示为:S k (t)=A k cos(w 0t+φk ) kT<t ≤(k+1)T (1-1)式中,k=整数;A k 和φk 分别可以取多个离散值。
式(1-1)可以展开为:S k (t)=A k cos φk cosw 0t-A k sin φk sinw 0t (1-2)令 X k =A k cos φk (1-3)Y k=-A k sinφk (1-4)将式(1-3)和式(1-4)代入式(1-2)得:S k(t)=X k cosw0t+Y k sinw0t (1-5)由上式可见,16QAM信号可以由两路独立的正交4ASK信号叠加而成,因此,这里采用正交调幅法。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控(MASK)和正交载波调制相结合产生的。
2. 2 QAM的调制解调原理MQAM的调制解调框图如图2.2.1所示。
在发送端调制器中串/并变换使得信息速率为Rb的输入二进制信号分成两个速率为Rb/2的二进制信号,2/L电平转换将每个速率为Rb/2的二进制信号变为速率为Rb/(2lbL)的电平信号,然后分别与两个正交载波相乘,再相加后即得MQAM信号。
在接收端解调器中可以采用正交的相干解调方法。
接受到的信号分两路进入两个正交的载波的相干解调器,再分别进入判决器形成L进制信号并输出二进制信号,最后经并/串变换后得到基带信号。
MQAM调制MQAM的解调图2.2.1 MQAM调制解调框图第三章 16QAM 调制解调系统实现与仿真根据第二章的16QAM 调制解调原理的讲解,画出16QAM 的调制解调框图如下所示:串/并转换2/4电平转换2//4电平转换LPF LPF 相加LPF LPF 4/2电平抽样判决4/2电平抽样判决并/串转换输入输出Rb/2Rb/2cos c w tcos c w t sin c w t sin c w t图3.1 16QAM 的调制解调框图3.2 16QAM 调制解调电路框图3.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真通过对图3.1中16QAM 调制原理框图的分析,16QAM 一个码元所携带的信息为M 2log 即4bit ,是一般基带数字调制(QPSK )码元携带信息量的2倍。
而且16QAM 调制是由两路相互独立的信号进行调制,一个16QAM 码元宽度是基础信号的2倍。
以下我将对系统仿真框图中的各模块进行简单的介绍:3.1.1 串并转换模块信号源通过串并变换,将原来的一路信源信号变成两路信号,分别为上支路信号和下支路信号,独立地进行调制和解调。
串并变换的规则是根据序列编号的奇偶行,将编号为奇的码元编成一路信号,将编号为偶的码元编成一路信号。
经过串并转换后,并行输出的每一路码元传输速率降为原来的一半即Rb/2.输入d :-1 1 -1 1 1 1 -1 -1上支路d_NRZ1:-1 -1 1 -1下支路d_NRZ2:1 1 1 -1串/并转换实现的功能是将码元速率为10b/s的二进制基带码元序列分成两路,其中一路信号可通过直接用采样频率为5HZ的采样器对该二进制基带码元序列进行采样获得。
要获得另外一路信号,需要先将该二进制基带码元序列延时一个码元周期,再用采样频率为5HZ的采样器采样。
为了使这两路信号在时间上同步,还需要将第一路信号也延时一个码元周期。
这样就将原二进制基带码元序列分成两路速率相同的二电平信号。
具体电路图如下:图3.3 串/并转换模块电路图(1)采样器的采样速率为5,采样点时间宽度为0,采样时间偏差0.(2)采样延迟的延迟点数为1.图3.4 串并转换各路信号图由图可以得出经串并转换之后,并行输出的每一路码元传输速率降为了原来的一半,这也正是实际中所要求的。
3.1.2 2/4电平转换模块对于2/4电平的转换,其实是将输入信号的4种状态(00,01,10,11)经过编码以后变为相应的4电平信号。
这里我们选择的映射关系如下表所示:映射前数据电平/V00 -301 -110 111 3表3—1 2/4电平映射关系表根据以上映射关系,我们可以很容易的找出它们之间的一个数学关系。