通信原理第8章新型数字带通调制技术

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1、通信原理第8章新型数字带通调制技术10/8/20218.1正交振幅调制(QAM)在系统宽带一定的条件下，多进制调制的信息传输速率比二进制高，理想情况下，MPSK系统的频带利用率为：但这是以牺牲误码率为代价的。为了克服这一问题，提出了“振幅相位联合键控系统（APK）”，QAM调制是目前研究和应用较多的一种调制方法，其优点是：当M较大时，可以获得较好的误码率，同时设备组成也比较简单。1、信号表示式：这种信号的一个码元可以表示为其中，k=整数；Ak和k分别可以取多个离散值。上式展开为令Xk=AkcoskYk=Aksink则信号表示式变为M’A

2、SK1M’ASK2Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从上式看出，sk(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。问题：M’~M?2、QAM系统的组成框图（1）mI(t)、mQ(t)——两路独立的带宽受限的基带信号；cosωct、－sinωct——两个正交的载波；（2）已调信号有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：3、矢量图/星座图Ak16QAMQPSK信号就是一种最简单的QAM信号。4QAM类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号，如下图所示：64QAM信号矢量图256QAM信号矢量图它们总称为MQ

3、AM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。M的要求：M=2K，且K=2K’（偶数）16PSKMPSK与MQAM的区别：8ASK8ASKAk16QAM16QAK4ASK4ASK16PSK5、16QAM信号（1）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，如下图所示：AMcosωct信道：4ASK－sinωct信道：4ASKAk编码：用格雷码10011100111001001000100110111010110011011111111001000101011101100000000100110010b、

4、复合相移法：它用两路独立的QPSK信号叠加，形成16QAM信号，如下图所示：图中虚线大圆上的4个大红点表示第一个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。一次QPSK二次QPSKAk100111001011101011101111100110001100110100010000010001010011001001100111AMAM编码：4、16QAM信号和16PSK信号的性能比较按最大振幅（功率）相等，画出这两种信号的星座图：设其最大振幅为AM，则16PSK信号的相邻矢量端点

5、的欧氏距离等于AMd2(a)16QAMAMd1(b)16PSK而16QAM信号的相邻点欧氏距离等于d2和d1的比值就代表这两种体制的噪声容限之比。16PSK信号的平均功率（振幅）就等于其最大功率（振幅）;16QAM信号，在等概率出现条件下，可以计算出其最大功率和平均功率之比等于1.8倍，即2.55dB。按上两式计算，d2超过d1约1.57dB。但是，这时是在最大功率（振幅）相等的条件下比较的，没有考虑这两种体制的平均功率差别。因此，在平均功率相等条件下，16QAM比16PSK信号的噪声容限大4.12dB。5、16QAM方案的改进QAM的星座形

6、状并不是正方形最好，还可以是圆形、三角形、矩形和六角形，以边界越接近圆形越好。6、MQAM的功率谱功率谱B——由于星座图分布呈“双极性”，所以没有冲激；思考：MQAM功率谱有没有冲激？频带利用率：带宽：带宽和频带利用率与MPSK一样，但是误码率优于MPSK(a)传输频带(b)16QAM星座1011100111101111101010001100110100010000010001100011001001010111A2400实例：在下图中示出一种用于调制解调器的传输速率为9600b/s的16QAM方案：载频为1650Hz，滤波器带宽为2400

7、Hz，滚降系数为10％.B=2400HzBB=1200HzRBmax=2400BRbmax=2400log16=9600bit/s分析：8.2最小频移键控定义：最小频移键控（MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号，其波形图如下:目的：使频谱好（带宽小），更加集中。8.2.1正交2FSK信号的最小频率间隔假设2FSK信号码元的表示式为现在，为了满足正交条件，要求即要求上式积分结果为假设1+0>>1，上式左端第1和3项近似等于零，则它可以化简为由于1和0是任意常数，故必须同时有上式才等于零。所以，当取m=

8、1时是最小频率间隔。故最小频率间隔等于1/Ts。上面讨论中，假设初始相位1和0是任意的，它在接收端无法预知，所以只能采用非相干检波法接收。非相干解调时保证正交的