通信原理1通信原理第8章新型数字带通调制技术2第8章新型数字带通调制技术8.1正交振幅调制(QAM)信号表示式：这种信号的一个码元可以表示为sk(t)Akcos(0tk)kTt(k1)T式中，k=整数；Ak和k分别可以取多个离散值。上式可以展开为sk(t)Akcoskcos0tAksinksin0t令Xk=AkcoskYk=-Aksink则信号表示式变为sk(t)Xkcos0tYksin0tXk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。3第8章新型数字带通调制技术矢量图在信号表示式中，若k值仅可以取/4和-/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。4第8章新型数字带通调制技术有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：Ak5第8章新型数字带通调制技术类似地，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MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。6第8章新型数字带通调制技术16QAM信号产生方法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。AM7第8章新型数字带通调制技术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。AMAM图中虚线大圆上的4个大黑点表示第一个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。8第8章新型数字带通调制技术16QAM信号和16PSK信号的性能比较：在下图中，按最大振幅相等，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的欧氏距离等于d1AMM0.393A8而16QAM信号的相邻点欧氏距离等于2AMd20.471AM3d1和的比值就AMd2d1AM代表这两种体制的噪声容限之比。d29(a)16QAM(b)16PSK第8章新型数字带通调制技术按上两式计算，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。16PSK信号的平均功率（振幅）就等于其最大功率（振幅）。而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。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。10第8章新型数字带通调制技术16QAM方案的改进：QAM的星座形状并不是正方形最好，实际上以边界越接近圆形越好。例如，在下图中给出了一种改进的16QAM方案，其中星座各点的振幅分别等于1、3和5。将其和上图相比较，不难看出，其星座中各信号点的最小相位差比后者大，因此容许较大的相位抖动。11第8章新型数字带通调制技术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，其载频为1650Hz，滤波器带宽为2400Hz，滚降系数为10％。A10111001111011111010100011001101240000010000010001100011001001010111(a)传输频带(b)16QAM星座12第8章新型数字带通调制技术8.2最小频移键控和高斯最小频移键控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：13第8章新型数字带通调制技术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Acos(1t1)当发送“1”时s(t)Acos(0t0)当发送“0”时现在，为了满足正交条件，要求Ts[cos(t)cos(t)]dt001100即要求1Ts{cos[(10)t10]cos[(10)t10]}dt020上式积分结果为sin[()TT]sin[()]1