第2讲调制与解调

《第2讲调制与解调》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2讲调制与解调（41页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、数字相位调制数字相位调制3.1.1正交振幅调制正交振幅调制3.1.2数字频率调制数字频率调制3.1.3多载波调制多载波调制3.1.4 正交振幅调制（正交振幅调制（QAM）是一种幅度）是一种幅度和相位联合键控（和相位联合键控（APK）的调制方式。）的调制方式。 正交振幅调制是用两路独立的基带正交振幅调制是用两路独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用已调信行抑制载波的双边带调制，利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。两路并行的数字信息传输。 正交振幅调制的一般表达式为

2、正交振幅调制的一般表达式为 0tTs （3-20） 式中，式中，Ts为码元宽度，为码元宽度，Am和和Bm为离散的振幅为离散的振幅值，值，m = 1，2，M，M为为Am和和Bm的个数。的个数。MQAMcc cos sinmmsAtBt MQAM中的振幅中的振幅Am和和Bm可以表示成可以表示成（3-21） 式中，式中，A是固定的振幅，是固定的振幅，(dm，em)由输由输入数据确定。入数据确定。(dm，em)决定了已调决定了已调QAM信信号在信号空间中的坐标点。号在信号空间中的坐标点。 MQAM的调制框图如图的调制框图如图3-19所示。所示。mmmmAd ABe A图图3-19 MQAM调制解调原理

3、框图调制解调原理框图ML 数据经过信道编码之后，被映射到星座图上，其原理为：数据经过信道编码之后，被映射到星座图上，其原理为：经过信道编码的二进制的经过信道编码的二进制的 MPEG-2 比特流进入比特流进入 QAM 调调制器，制器， 信号被分为两路，信号被分为两路， 一路给一路给I， 另一路给另一路给 Q，每一，每一路一次给路一次给 2比特的数据，这比特的数据，这 2 比特的二进制数一共有比特的二进制数一共有 4 种不同的状态，分别对应种不同的状态，分别对应 4种不同的电平幅度，这样种不同的电平幅度，这样 I 有有4个不同幅度的电平，个不同幅度的电平，Q 有有 4个不同幅度的电平，而且个不同幅

4、度的电平，而且 I 和和 Q 两路信号正交。这样任意一个两路信号正交。这样任意一个 I 的幅度和任意一个的幅度和任意一个 Q 的幅度组合都会在极坐标图上映射一个相应的星座点，的幅度组合都会在极坐标图上映射一个相应的星座点，这样每个星座点代表由这样每个星座点代表由 4 个比特的数据组成的一个映射，个比特的数据组成的一个映射，I 和和Q 一共有一共有 44 共共 16种组合状态，各种可能出现过的种组合状态，各种可能出现过的数据状态组合最后映射到星座图上，数据状态组合最后映射到星座图上， 得到如下图得到如下图 所显所显示的示的16QAM 星座图。星座图。图图3-20 16QAM的星座图的星座图 M

5、= 4，16，32，256时时MQAM信号的星座图如图信号的星座图如图3-21所示。所示。 其中，其中，M = 4，16，64，256 时星座时星座图为矩形，而图为矩形，而M = 32，128时星座图为十时星座图为十字形。字形。图图3-21 MQAM信号的星座图信号的星座图 MQAM信号同样可以采用正交相干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调方法，其解调器原理图如图3-22所示。所示。图图3-22 MQAM信号相干解调原理图信号相干解调原理图一、一、 二进制频移键控二进制频移键控 用二进制数字基带信号去控制载波用二进制数字基带信号去控制载波频率称为二进制频移键控（频率称为二

6、进制频移键控（2FSK）。）。 如图如图3-25所示，设输入到调制器的比所示，设输入到调制器的比特流为特流为 ， ， 。 2FSK的输出信号形式为的输出信号形式为na1na n图图3-25 2FSK信号的产生信号的产生 nTbt(n + 1)Tb （3-24） 即当输入信号为传号即当输入信号为传号“ + 1”时，输出频时，输出频率为率为f1的正弦波；当输入信号为空号的正弦波；当输入信号为空号“ 1”时，时，输出频率为输出频率为f2的正弦波。的正弦波。 初相位初相位 1和和 2可以是连续的，也可以是不可以是连续的，也可以是不连续的。连续的。112FSK22cos()1( )cos()1nnAta

7、stAta 17在实际应用中，有时要求发送信号具有在实际应用中，有时要求发送信号具有包络恒定、高频分量较小包络恒定、高频分量较小的特的特点。点。移相键控信号移相键控信号PSK(4PSK、8PSK)的缺点之一是，没能从根本上的缺点之一是，没能从根本上消除在码元转换处的载波相位突变，使系统产生强的旁瓣功率分量，消除在码元转换处的载波相位突变，使系统产生强的旁瓣功率分量，造成对邻近波道的干扰；若将此信号通过带限系统，由于旁瓣的滤除造成对邻近波道的干扰；若将此信号通过带限系统，由于旁瓣的滤除而产生信号包络起伏变化，为了不失真传输，对信道的线性特性要求而产生信号包络起伏变化，为了不失真传输，对信道的线性

8、特性要求就过于苛刻。就过于苛刻。 两个独立信源产生的两个独立信源产生的2FSK信号，一般来说在频率转换处相位不连信号，一般来说在频率转换处相位不连续，同样使功率谱产生很强的旁瓣分量，若通过带限系统也会产生包续，同样使功率谱产生很强的旁瓣分量，若通过带限系统也会产生包络起伏变化。络起伏变化。OQPSK虽然消除了虽然消除了QPSK信号中的信号中的180相位突变，相位突变，但也没能从根本上解决消除信号包络起伏变化的问题。但也没能从根本上解决消除信号包络起伏变化的问题。 问题的引入问题的引入 n 为什么要使用恒包络调制极低的旁瓣能量；可使用高效率的C类高功率放大器（导通角小于90，为非线性放大器，效率

9、高。）；容易恢复用于相干解调的载波；已调信号峰均比低。 为了克服以上缺点，需控制相位的连续性，这种形式为了克服以上缺点，需控制相位的连续性，这种形式的数字频率调制方式，称之为相位连续变化的的数字频率调制方式，称之为相位连续变化的(恒定包络恒定包络)频移键控频移键控(CPFSK)。其一特例为最小。其一特例为最小(调制指数调制指数)频移键控频移键控（MSK）。）。 所谓所谓“最小最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5)(0.5)获得正交信号；获得正交信号； 而而“快速快速”是指在给定同样的频带是指在给定同样的频带内，内，MSKMSK能比能比2PSK2PS