第3章數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)(參考版)
2024-10-02 16:13本頁面
【正文】 將十六進(jìn)制方型 QAM和十六進(jìn)制星型 QAM進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，星型 QAM的振幅環(huán)由方型的3個(gè)減少為 2個(gè)，相位由 12種減少為 8種，這將有利于接收端的自動(dòng)增益控制和載波相位跟蹤。這種 QAM可以看成脈沖振幅調(diào)制信號(hào)之和。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 322 QAM調(diào)制解調(diào)原理框圖 (a)調(diào)制原理框圖； (b)解調(diào)原理框圖 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 在接收端，輸入信號(hào)與本地恢復(fù)的兩個(gè)正交載波信號(hào)相乘后，經(jīng)過低通濾波器、多電平判決、 L電平到 2電平變換，再經(jīng)過并 /串變換，就可以得到輸出數(shù)據(jù)。為了抑制已調(diào)信號(hào)的帶外輻射， Am和 Bm還要經(jīng)過預(yù)調(diào)制低通濾波器，才分別與相互正交的各路載波相乘。 16 2 s in 0 .3 916PSKD A A?????????162 0 . 4 71Q A MDAL????第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 QAM的調(diào)制和相干解調(diào)框圖如圖 322所示。如直接把它用到移動(dòng)通信中，所需的信噪比會(huì)更高，不太現(xiàn)實(shí)。所以在平均功率相等的條件下， 16QAM的相鄰信號(hào)距離超過 16PSK的相鄰信號(hào)距離約 。實(shí)際上，應(yīng)該在信號(hào)的平均功率相等的條件下，對(duì)上述信號(hào)點(diǎn)距離進(jìn)行比較。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 由圖 321可知， 16PSK相鄰信道距離 16QAM相鄰信道距離 ，其中 L為兩個(gè)正交方向（ x、 y軸）上的電平數(shù)，此處 L=4。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 對(duì) QAM調(diào)制而言，如何設(shè)計(jì) QAM信號(hào)的結(jié)構(gòu)不僅影響到已調(diào)信號(hào)的功率譜特性，而且影響已調(diào)信號(hào)的解調(diào)及其性能。其中圖（ a）就是 16QAM 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 321 16APK、 16QAM和 16PSK星座圖 (a)16APK， 16QAM； (b)16APK；（ c)16PSK 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 16PSK信號(hào)的最大功率與平均功率是一樣的，而對(duì)于16QAM，當(dāng)各信號(hào)點(diǎn)等概率出現(xiàn)時(shí)，最大信號(hào)功率與平均功率相差約 ，因此，如要求在平均功率相等的條件下比較， 16QAM的抗噪聲性能優(yōu)于 16PSK 正交振幅調(diào)制的一般表示式為 0 ≤ t ＜ bT ( ) c os si n ,m c m cy t A t B t????（ ） 式 ()由兩個(gè)相互正交的載波構(gòu)成，每個(gè)載波被一組離散的振幅 {Am}、 {Bm}所調(diào)制，故稱這種調(diào)制方式為正交振幅調(diào)制。 16APK的兩種星座安排分別如圖 321(a)、 (b)所示。這種調(diào)制方式，在給定 M和誤碼率條件下比 PSK的功率利用率高，但設(shè)備要復(fù)雜一些，對(duì)信道的非線性也要敏感一些。因此，多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)之所以能提高其頻譜利用率，往往是以犧牲其功率利用率為代價(jià)的。但是，隨著進(jìn)制數(shù)M值的增加，在信號(hào)空間中，即星座中各信號(hào)點(diǎn)之間的最小距離要減小，相應(yīng)的信號(hào)判決區(qū)域也要減小，因而當(dāng)信號(hào)受到噪聲干擾時(shí)，接收信號(hào)產(chǎn)生錯(cuò)誤的概率也將隨之增大。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 320 HPSK原理框圖 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 正交振幅調(diào)制（ QAM） 為了在頻帶受限的信道上傳輸更多的數(shù)據(jù)，人們不斷地研究如何提高頻譜利用率。擴(kuò)頻系統(tǒng)中與未擴(kuò)頻的常規(guī)調(diào)制、解調(diào)（第二次調(diào)制與解調(diào)）具有相同的理論性能。也就是說， CQPSK相當(dāng)于 I、 Q兩路獨(dú)立的四相調(diào)制，其中每路都具有一般 QPSK的性能，因此頻譜效率比 QPSK高一倍。 CQPSK屬于正交四相調(diào)制。解調(diào)時(shí)首先進(jìn)行載波解調(diào)，再進(jìn)行擴(kuò)頻WCDMA和 CDMA2020復(fù)四相擴(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)。 實(shí)踐證明， π/4QPSK信號(hào)具有頻譜特性好，功率效率高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以在 26kb帶寬內(nèi)傳輸 32～ 42kb數(shù)字信息 ,因而在數(shù)字移動(dòng)通信，如 IS13 PDC、 PACS等系統(tǒng)中獲得了應(yīng)用。關(guān)于中頻延遲差分檢測(cè)和鑒頻器檢測(cè)，這里不再詳述。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 除基帶差分檢測(cè)外，還有中頻延遲差分檢測(cè)和鑒頻器檢測(cè)。Yk＜ 0時(shí)，判為“ 1”。Xk＜ 0時(shí)，判為“ 1”。 2/1,0,1 ??第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 1111????????kkkkkkkkkkIIYIIX () 將 Ik和 Qk代入式（ )并化簡后可以得到： kkkkkkkkYX????????????????s i n41)(s i n41c o s41)c o s (4111（ ） 可見，通過解碼的運(yùn)算，消除了本地載頻和信號(hào)的相位差 φ0，使得 Xk和 Yk只與 Δφk相關(guān)。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 317 基帶差分檢測(cè)電路 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 設(shè)接收信號(hào)為 ( ) c os( )ckS t t???? ( 1 )k T t k T? ? ? （ ） S(t)經(jīng)過相乘器、低通濾波器后輸出兩路信號(hào) Ik和 Qk 001c os( )21sin( )2kkkkIQ??????? ????????() 式中： φ0是本地載波信號(hào)的固定相位值； Ik、 Qk取值為 177。重要的是要保證接收機(jī)本地振蕩器頻率和發(fā)射機(jī)載波頻率一致，并且不漂移?；鶐Р罘謾z測(cè)的方法是：基帶和 IF差分檢波先求出相位差的余弦和正弦函數(shù)，再由此判決相應(yīng)的相位差。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 π/4QPSK信號(hào)可以用相干檢測(cè)、差分檢測(cè)或鑒頻器檢測(cè)。還有，在多徑擴(kuò)展和衰落的情況下， π/4QPSK比 OQPSK的性能更好。因此，帶限 π/4QPSK信號(hào)比帶限QPSK有更好的恒包絡(luò)性質(zhì)，但是對(duì)包絡(luò)的變化比 OQPSK更敏感。 ， OQPSK是 90176。 135176。它可以相干解調(diào)，也可以非相干解調(diào)。它們的關(guān)系見表 31。當(dāng)前碼元的附加相位是前一碼元的附加相位 θk1與當(dāng)前碼元的相位跳變量 Δθk之和，即 kkk ??? ??? ? 1（ ） 從而有 kkkkkkkkkkkkkkkkVU????????????????????????????????????s i nc osc oss i n)(s i ns i ns i ns i nc osc os)c os (c os111111（ ） 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 其中，
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