第二章第4课QAM课件.ppt

《第二章第4课QAM课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章第4课QAM课件.ppt（26页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 2.1.4 2.1.4 正交振幅调制正交振幅调制 （QAMQAM）第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 (1)引 言在现代通信中，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。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 由多进制调制系统的分析可以看出，在系统带宽一定的条件下，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。但是，多进制调制系统频带利用率的提高是通过牺牲功率利用率来

2、换取的。因为随着M值的增加，在信号空间中各信号点间的最小距离减小，相应的信号判决区域也随之减小。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 因此，当信号受到噪声和干扰的损害时，接收信号错误概率也将随之增大。正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)方式就是为克服上述问题而提出来的一种频谱利用率很高的调制方式。在这种调制方式中，当M较大时，可以获得较好的功率利用率，同时，其设备组成也比较简单。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 正交振幅调制QAM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

3、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。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 （2 2）QAM QAM 的概念的概念 正交振幅调制（QAM：Quadrature Amplitude Modulation）又称正交双边带调制。是将两路独立的基带波形分别对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，所得到

4、的两路已调信号叠加起来的过程，称为正交振幅调制。在QAM系统中，由于两路已调信号在相同的带宽内频谱正交，可以在同一频带内并行传输两路数据信息，因此，其频带利用率和单边带系统相同，QAM方式一般用于高速数据传输系统中。在QAM方式中，基带信号可以是二电平的，又可以是多电平的，若为多电平时，就构成多进制正交振幅调制。其原理图为：第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 图2.25 正交幅度调制信号的产生和解调第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 （3）QAM的调制原理QAM 信号调制原理图如图所示。输入的二进制序列经过信号调制原理图如图所示。输入的二进制序列经过串串

5、/并变换器输出速率减半的两路并行序列，再分别经并变换器输出速率减半的两路并行序列，再分别经过过2电平到电平到L电平的变换，形成电平的变换，形成L电平的基带信号。为电平的基带信号。为了抑制已调信号的带外辐射，该了抑制已调信号的带外辐射，该L电平的基带信号还要电平的基带信号还要经过预调制低通滤波器，再分别对同相载波和正交载经过预调制低通滤波器，再分别对同相载波和正交载波相乘，形成两路波相乘，形成两路ASK调制信号，最后将两路信号相调制信号，最后将两路信号相加即可得到加即可得到QAM 信号。信号。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 Y(t)Am串并转换串并转换2/L电平电平变换变

6、换2/L电平电平变换变换预调制预调制LPF预调制预调制LPF cos 0tsin 0tBmQAM 信号调制原理图 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 A路的基带信号 与载波 相乘，形成抑制载波的双边带调幅信号（2.15）B路基带信号 与载波 相乘，形成另一路抑制载波的双边带调幅信号（2.16）于是两路合成的输出信号为（2.17）第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 由于A 路的调制载波与B路的调制载波相位相差90，所以形成两路正交的频谱，故称为正交调幅。正交调幅系统的功率谱示意图如图2.26所示。由图可以看出，这种调制方法的A、B两路都是双边带调制，但两路

7、信号同处于一个频段之中，所以可同时传输两路信号，故频带利用率是双边带调制的两倍，即与单边带方式或基带传输方式的频带利用率相同。图2.26 正交调幅功率谱示意 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 QAM的一般表达式Y（t）=Am cost+Bm sint 0 t Tb其中，其中，Tb为码元宽度，为码元宽度，Am和和Bm为离散的振幅值，为离散的振幅值，m=1,2,3M;M为为Am和和Bm的个数。的个数。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 Am=dmA，Bm=emA，式中A是固定的振幅大小，dm和em可以简单的认为是I、Q分量。第二章第二章 移动通信中的调制技

8、术移动通信中的调制技术 （4）QAM的解调方法QAM 信号同样可以采用正交相干解调方法，其解信号同样可以采用正交相干解调方法，其解调器原理图如图所示。解调器输入信号与本地恢复调器原理图如图所示。解调器输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经过低通滤波输出两路多的两个正交载波相乘后，经过低通滤波输出两路多电平基带信号。多电平判决器对多电平基带信号进电平基带信号。多电平判决器对多电平基带信号进行判决和检测，再经行判决和检测，再经L 电平到电平到2 电平转换和并电平转换和并/串变串变换器最终输出二进制数据。换器最终输出二进制数据。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 QAM 信号

9、相干解调原理图 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 正交幅度调制信号的解调必须采用相干解调方法，假定相干载波与信号载波完全同频同相，且假设信道无失真、带宽不限、无噪声，则两个解调乘法器的输出分别为经低通滤波器滤除高次谐波分量，上、下两个支路的输出信号分别为第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 经判决合成后即为原数据序列。这样，就可以实现无失真的波形传输 图2.27 正交调幅信号产生的矢量表示 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 为了更进一步说明正交调幅信号的特点，我们还可以从已调信号的相位矢量表示方法来讨论。为了讨论方便我们将正交调幅信

10、号产生电路框图重画于图2.27。由图336（b）所示抑制载频双边带调幅的信号波形可以看出，对应-1或+1信号的已调波信号相位相差180。如图2.27所示，对正交幅度的A路的“1”对应于0相位，A路的“0”则对应于180相位，而B路载波与A路相差90，则B路的“1”对应于90相位，B路的“0”则对应于270相位。A、B两路调制输出经合成电路合成，则输出信号可有四种不同相位，各代表一组AB的组合，即AB二元码组。AB 二元码共有四种组合，即00，01，11，10。这四种组合所对应的相位矢量关系如图2.28（a）所示。图中所示的对应关系是按格雷码规则变换的，这种变换的优点是相邻判决相位的码组只有一个

11、比特的差别，相位判决错误时只造成一个比特的误码，所以这种变换有利降低传输误码率。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 图2.28 正交调幅信号的矢量和星座表示 QAM的星座图表示的星座图表示第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 图2.29 16QAM星座图 第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 正交幅度调制（QAM）是一种矢量调制，是幅度和相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，不同的幅度和相位代表不同的编码符号。因此在一定的条件下可实现更高的频带利用率,而且抗噪声能力强，实现技术简单。因此因此QAM在卫星通信和有线电视网络高速数据在卫星通信和有线电视网络高速数据传输等领域得到广泛应用。传输等领域得到广泛应用。总总 结结 ：第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术 （5）多进制QAM信号产生的数学模型 二进制的数据信息，每六位一组，进行串并转换，前二进制的数据信息，每六位一组，进行串并转换，前后再分成并行的两组，每组三位。后再分成并行的两组，每组三位。第二章第二章 移动通信中的调制技术移动通信中的调制技术