【正文】 例如： 特征方程 (43)??21xf??僅表示 X0，X 1 和 X4 的系數(shù) C0=C1=C4=1，其余的 Ci 為零(C 2=C3=0)。直到 60 年代，偽隨機(jī)噪聲的出現(xiàn)才使這一困難得到解決。并且，眼圖中央的垂線表示最佳的抽樣時(shí)刻，信號(hào)取值為 1，眼圖中央的橫豎位置為最佳的判決門(mén)限電平。因此，碼間干擾就不可能完全不眠。3, 177。然后將得到的 X k , Y k 通過(guò)預(yù)調(diào)制低通濾波器, 再分別與相互正交的 2 路載波相乘,形成 2 路 A SK 調(diào)制信號(hào) , 最后將 2 路信號(hào)相加得到不同幅度和相位的已調(diào) QAM 輸出信號(hào)。5 組成, 但不包括 (5, 5) , ( 5, 5) , (5, 5) , ( 5, 5) 這 4 個(gè)矢量點(diǎn)。 具有十字形星座圖的信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) 具有十字形星座圖的信號(hào)調(diào)制具有十字形星座圖的信號(hào)調(diào)制與具有矩形星座圖的信號(hào)調(diào)制不同的是, 輸入數(shù)據(jù)序列不能先進(jìn)行 I , Q 分路后做星座圖映射 , 只能是先進(jìn)行星座圖映射, 然后再 I , Q 分路。1,177。M 具有矩形星座圖的信號(hào)解調(diào)輸入比特流串 / 并轉(zhuǎn)換L O相移 9 00L P FL P F輸出比特流2 L 電平轉(zhuǎn)換星座圖反映射多電平判決定時(shí)恢復(fù)多電平判決L P FL P F載波恢復(fù)星座圖反映射星座映射圖2 L 點(diǎn)平轉(zhuǎn)換2 L 點(diǎn)平轉(zhuǎn)換星座映射圖并 / 串轉(zhuǎn)換2 L 電平轉(zhuǎn)換星座圖反映射圖 16QAM(L=4), 64QAM(L=6)調(diào)制解調(diào)原理圖將輸入信號(hào)分成 2 路分別與本地恢復(fù)的 2 個(gè)正交載波相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波器濾掉倍頻分量得到 x(t),y(t)。解調(diào)時(shí)，信號(hào)電平間隔的3,1?中點(diǎn)值為 m=0,m= 我們以下支路為例：若 Ynm,則 =1；Yn m,則,2???nYm?=0。即在功率利用方面，方形 16QAM 優(yōu)于星形B16QAM。 g(t)為系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，c?取幅度為 1, Xn , Yn 分別表示所要傳輸?shù)?2 路多電平信號(hào)第 n 個(gè)碼元的值，Ts是一個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間， 是載波角頻率。它表明，把一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸特性 H(w)分割為 2 /Tb 寬度，各段在( /Tb， /Tb)區(qū)間內(nèi)能疊加成一個(gè)矩形π π π頻率特性，那么它在以 fb 速率傳輸基帶時(shí)，就能做到無(wú)碼間串?dāng)_ [4]。圖 給出了 QAM)(21kRB?1221lgM?調(diào)制器的框圖。 LPF 輸出經(jīng)抽樣判決可恢復(fù)出 m 電平信號(hào) x(t)和 y(t)。QAM 的相位表現(xiàn)在坐標(biāo)上,大量的采樣可以得到不同制式信號(hào)不同的星座圖,相位與采樣周期,載波周期,載波頻率,碼元周期,觀察周期等有關(guān)。與其它調(diào)制技術(shù)相比,QAM 編碼具有能充分利用帶寬、抗噪聲能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?；?8MHz 帶寬時(shí)，圖像、伴音、附加數(shù)據(jù)等的總有效數(shù)據(jù)率為，經(jīng) RS 糾錯(cuò)編碼后達(dá)到 。作為國(guó)際上移動(dòng)通信技術(shù)專家十分重視的一種信號(hào)調(diào)制方式之一，正交振幅調(diào)制(QAM)在移動(dòng)通信中頻譜利用率一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一，隨著微蜂窩(Microcell)和微微蜂窩(Picocell)系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得信道的傳輸特性發(fā)生了很大變化，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間通常具有很強(qiáng)的支達(dá)分量，以往在蜂窩系統(tǒng)中不能應(yīng)用的但頻譜利用率很高的 WAM 已經(jīng)引起人們的重視，許多學(xué)者已對(duì) 16QAM 及其他變形的 QAM 在 PCN 中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛深入地研究。為了徹90底解決相位突跳的問(wèn)題人們很自然的會(huì)想到，相鄰碼元之間的相位變化不應(yīng)該有瞬時(shí)突變，而應(yīng)該在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)逐漸累積來(lái)完成，從而保持碼元轉(zhuǎn)換點(diǎn)上的相位連續(xù)。數(shù)字振幅調(diào)制(ASK)、數(shù)字頻率調(diào)制(FSK)和數(shù)字相位調(diào)制(PSK)是數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)，然而這 3 種基本的數(shù)字調(diào)制方式都存在不足之處。如果通過(guò)調(diào)制，把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬至高頻載波頻率，則收發(fā)天線的尺寸就可大為縮小。實(shí)驗(yàn)及仿真的結(jié)果證明，全數(shù)字正交幅度調(diào)制解調(diào)易于實(shí)現(xiàn)，且性能良好，是未來(lái)通信技術(shù)的主要研究方向之一，并有廣闊的應(yīng)用前景。多進(jìn)制振幅調(diào)制時(shí)，矢量端點(diǎn)在一條軸上分布；多進(jìn)制相位調(diào)制時(shí)，矢量點(diǎn)在一個(gè)圓上分布。調(diào)制過(guò)程用于通信系統(tǒng)的發(fā)端，在接收端需將已調(diào)信號(hào)還原成要傳輸?shù)脑夹盘?hào)，該過(guò)程稱為解調(diào) [1]。20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)，在對(duì)流層散射通信和短波通信中，為了解決衰落現(xiàn)象的問(wèn)題，出現(xiàn)了時(shí)頻調(diào)制(TFSK)和時(shí)頻相調(diào)制(TFPSK)等調(diào)制方式。于是 1977 年提出了受控調(diào)頻(TFM)，它是由相關(guān)編碼器和頻率調(diào)制所組成的，相關(guān)編碼器改變了數(shù)據(jù)的概率分布，從而改變了基帶信號(hào)的頻譜，它的作用相當(dāng)于一個(gè)濾波器。8VSB 系統(tǒng)加入了 的導(dǎo)頻信號(hào)，用于輔助載波恢復(fù)，同時(shí)加入了段同步信號(hào)，用于系統(tǒng)同步和時(shí)鐘信道編碼糾錯(cuò)保護(hù)措施。由上可見(jiàn)，QAM 作為一種數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式，在數(shù)字電視中發(fā)揮著重要作用。 正交幅度調(diào)制(QAM)方式利用兩路正交的載波信號(hào)對(duì)兩路數(shù)字信號(hào) (由一路信號(hào)經(jīng)串—并變換分離出的兩路數(shù)字信號(hào))分別進(jìn)行幅度調(diào)制，然后在同一信道中傳輸。這里主要討論數(shù)字信號(hào)的 QAM，雖然模擬信號(hào) QAM 也有很多應(yīng)用，例如 NTSC 和 PAL 制式的電視系統(tǒng)就利用正交的載波傳輸不同的顏色分量。2 ，177。在這些條件下兩個(gè)相關(guān)器的輸出分別為： (27)?sinco1mnAr??? (28)i2 其中 (29)dtgtTTcc)(0? (210)ttnTTss)(210?噪聲分量是均值為 0，方差為 的互不相關(guān)的高斯隨機(jī)變量。但當(dāng) 達(dá)到一定之后， 升???高，Pe 將大大降低。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到載波信號(hào)的幅度和相位來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。 圖 16QAM、32QAM、64QAM、128QAM 解調(diào)后初始星座圖由圖 可知，當(dāng) M=16 或 64 時(shí)星座圖為矩形，而 M=32 或 128 時(shí)則為十字形。 具有矩形星座圖信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) 具有矩形星座圖的信號(hào)調(diào)制 輸入數(shù)據(jù)序列經(jīng)串/并變換分成 I,Q 兩路，再經(jīng) 2L 電平變換及星座圖映射，形成 Xk，Y k。3 組成的數(shù)據(jù)。7 映射成為 0，1，2，3，4，5，6，7；其對(duì)應(yīng)關(guān)系分別與星座圖映射時(shí)相同。9) , (177。7, 177。1, 177。 32QAM 星座圖反映射完成的是將 32 個(gè)矢量端點(diǎn)分別映射成為 0, 1, 2, …, 31 起對(duì)應(yīng)關(guān)系, 與映射時(shí)相同。這時(shí)就可以從示波器顯示器的圖形上，觀察出碼間干擾和噪聲的影響，從而估計(jì)出系統(tǒng)性能的優(yōu)劣程度。所以，在示波器上只能大致估計(jì)噪聲的強(qiáng)弱。產(chǎn)生偽隨機(jī)序列的電路為一反饋移存器。所以測(cè)量誤碼利率是最理想的信源是隨機(jī)序列產(chǎn)生器。反饋線的連接不同，就可能改變此移存器輸出序列的周期 P。但是，有時(shí)人們也希望獲得隨機(jī)噪聲。信號(hào)波形 眼圖圖 基帶信號(hào)波形及眼圖現(xiàn)用示波器先觀察圖 (a)波形，并將示波器掃描周期調(diào)整到碼元的周期T，這是圖 (a)中的每一個(gè)碼元將重疊在一起。此外，32QAM 或128QAM 也可以用與 16QAM 或 64QAM 相同的解調(diào)方法。6, 177。11) , (177。11)這多余的 16 個(gè)點(diǎn)無(wú)法扣除。2，0 為判決電平，是因?yàn)樵谡{(diào)制解調(diào)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生延遲，使解調(diào)后在最初的時(shí)候產(chǎn)生直流，經(jīng)判決后為 0，這也是在看解調(diào)后的星座圖時(shí)，最初會(huì)在原點(diǎn)處有點(diǎn)出現(xiàn)，一會(huì)又消失的原因；以16QAM，32QAM 為例。1,177。由此可見(jiàn)，I 路取值電平數(shù)為 ，即 x=177。相干解調(diào)原理我們已經(jīng)熟知，這里主要對(duì)經(jīng)過(guò)相乘后得到的同向與正交兩路相互獨(dú)立的多電平基帶信號(hào) 和 進(jìn)行判決與檢測(cè)，然后還原為二進(jìn)制??tX^Y^序列。MQAM 與 MPSK 在信號(hào)點(diǎn)數(shù)相同時(shí)，功率譜相同，帶寬均為基帶信號(hào)的兩倍 [5]。正交振幅調(diào)制信號(hào)的一般表述式為： (224)??????cosMQAnSniStgtTt??????式中，An 為數(shù)字基帶信號(hào)的幅度，g(tnTs)是寬度為 Ts 的單個(gè)基帶信號(hào)。因此 M 進(jìn)制 QAM 的誤碼率為：0avEN (214)()可以注意到，當(dāng) k 為偶數(shù)時(shí)，這個(gè)結(jié)果對(duì) M＝2 k 情形時(shí)精確的，而當(dāng) k 為奇數(shù)時(shí)，就找不到等價(jià)的 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)。 (21)()()cos2()sin2,1,.mTcmsTcutAgtftAgtftM?????圖 M=16QAM 信號(hào)星座圖式中{A mc}和{A ms}是電平集合，這些電平是通過(guò)將 k 比特序列映射為信號(hào)振幅而獲得的。但是，如果在星座圖的平均能量保持不變的情況下增加星座點(diǎn)，會(huì)使星座點(diǎn)之間的距離變小，進(jìn)而導(dǎo)致誤碼率上升。若要將 16QAM 改為 32QAM 或 64QAM 時(shí),需要將系統(tǒng)定時(shí)中的抽樣點(diǎn)數(shù)相應(yīng)增多,才能得到比較清晰的星云圖,采樣點(diǎn)數(shù)的設(shè)定要按照關(guān)系:采樣點(diǎn)數(shù)=(終止時(shí)間起始時(shí)間 )采樣率+間不是相互獨(dú)立的,若有一個(gè)有變化,系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)的變化。第 2 章 正交振幅調(diào)制解調(diào)原理 正交振幅調(diào)制技術(shù)簡(jiǎn)介正交振幅調(diào)制(QAM)是一種矢量調(diào)制，它是將輸入比特先映射 (一般采用格雷碼) 到一個(gè)復(fù)平面( 星座) 上，形成復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)。頻譜里的零點(diǎn)出現(xiàn)在載波后幾倍比特率的間隔上，接下來(lái)的載波可以其他零點(diǎn)為中心放置，載波間的相位為 。在現(xiàn)代通信中，提高頻譜利用率一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。實(shí)際上，已調(diào)波的頻譜特性與其相位路徑有著緊密的關(guān)系。一般說(shuō)來(lái)，數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以分為兩種類型：(1)利用模擬方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)作模擬信號(hào)的特殊情況來(lái)處理；(2)利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。正交振幅調(diào)制（QAM ）即為現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)之一，它是目前大中容量數(shù)字微波通信、有線電視網(wǎng)高速數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信等系統(tǒng)中廣泛使用的一種先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，其最大特點(diǎn)是頻譜利用率很高。目 錄摘 要 ...............................................................................................................................IABSTRACT ..................................................................................................................II第 1 章 前 言 ................................................................................................................1 QAM 的引入 ........................................................................................................1 調(diào)制與解調(diào) ..........................................................................................................1 QAM 的背景 ........................................................................................................3 QAM 的應(yīng)用 ........................................................................................................5 研究?jī)?nèi)容 ..............................................................................................................7第 2 章 正交振幅調(diào)制解調(diào)原理 ..................................................................................8 正交振幅調(diào)制技術(shù)簡(jiǎn)介 ....................................................................................8 QAM 調(diào)制解調(diào)原理 ..........................................................................................10 QAM 調(diào)制 .......................................................................................................................10 QAM 的解調(diào)和判決 ......