调制技术

(5- 1)
第5章 调 制 技 术
I(t) S(t) 分 裂 器 电平变换器 Re (t) 相 加 SQPSK
Q (t)
电平变换器 cos ct
Im (t) /2
5 6 7
0 S(t) A R e(t) 0 －A A 0 －A
2Α
1
2
Baidu Nhomakorabea
3
4
0
2
4
6
t
t 1 3 5 7 t
Im( t)
SQPSK (t)
特性下降的，滚降系数α为0～1(0为锐截止的理想低通特性 )，
此时的高频调制效率应修正为η= lbM／（1+α）(bit／(s· Hz))。
第5章 调 制 技 术
5.2 QPSK
1. 四相相移键控QPSK 在QPSK中，数字序列相继两个码元的 4种组合对应 4个不同 相位的正弦载波，即00、 0l、10、11分别对应：
Re(t)、Im(t)，Re(t)和Im(t)分别对相互正交的两个载波cosωct和 信号SQPSK(t)，即 SQPSK(t)＝Re(t) cosωct-Im(t) sinωct
cos ct sin进行 ct ASK( 幅度键控 ) 调制，然后相加得到已调 2
第5章 调 制 技 术
a1 b1 a2 b2 QPSK调 制 器 2 QPSK调 制 器 1 相 16QAM 加
0 2A
t
图5- 5 QPSK 调制器波形图
第5章 调 制 技 术 2. 两个QPSK信号组成16QAM信号
16QAM信号可以由两个幅度相差一倍的 QPSK信号组合而成，
如图5- 6所示。从图5-7可见，由于两个QPSK信号的幅度不同，
因此对于每一个QPSK信号来讲，4种不同的相位可以传输四个双 比特码元。当它们组合以后， 就得到了16个或相位或幅度不同 的信号状态，每个信号状态可以传输 4个二进制信息，这就组成 了 16QAM 。按照矢量叠加还可以推导出 64QAM 、 128QAM 、 256QAM的合成方式。 MPSK信号与MQAM信号的已调波带宽效率相同。
QAM或64QAM)等。电平数m和信号状态M之间的关系是M＝m2。
第5章 调 制 技 术 图5-1是MQAM正交振幅调制方框图。调制信号S由分裂器 (串／并变换)分成I、Q两路信号， 再经2-m电平变换器从2电平
信号变成m电平信号X(t)、Y(t), 用X(t)、Y(t)对正交的两个载波
cosωct和sinωct进行调幅，再相加得到已调信号MQAM。
π A0 cos ct 4
I＝ 1 Q＝ 0
π A0 cosct 4
Im I＝ 0 Q＝ 0 Re
3π A0 cosct 4
Im
3π A0 cosct 4
Re
I＝ 1 Q＝ 1
I＝ 0 Q＝ 1 d
率的单位波特/秒。
第5章 调 制 技 术
5.1 QAM
1. 正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)
正交幅度调制也称为正交幅移键控。这种键控由两路数字
基带信号对正交的两个载波调制合成而得到。为了避免符号上 的混淆，一般用m-QAM代表m电平正交调幅，用MQAM代表M 状态正交调幅。通常有2电平正交幅移键控(2-QAM或4QAM)、 4电平正交幅移键控(4-QAM或16QAM)、8电平正交幅移键控(8-
第5章 调 制 技 术 所谓数字调制，是由时间上和幅度上离散的数字信号去改
变高频载波信号的某个参量，使载波信号作相应的离散变化。
由于高频载波是受到键控的，所以数字调制信号也称为键控信 号，高频载波可受到幅移键控ASK、频移键控FSK和相移键控
PSK。这三种调制方式对应于模拟调制中的调幅、调频和调相。
数字调制中，典型的调制信号是二进制的数字信号。高频
载波的调制效率可以用每赫兹已调波带宽内可传输的数码率来
表示，单位为b/（s· Hz）。
第5章 调 制 技 术 为了提高载波的调制效率，常采用多进制信号进行高频调
制，这样可以使已调波带宽内包含更多的数码率。在多进制中，
每k个比特构成一个符号，在得到一个个2k=m进制的符号后， 逐个符号对高频载波作多进制的ASK、FSK或PSK调制。符号
为 d 2S 。
图5-4是QPSK调制器的原理框图。
I(t) S(t) 分 裂 器 电平变换器 Re (t) 相 加 SQPSK
Q (t)
电平变换器 cos ct
Im (t) /2
第5章 调 制 技 术 码率为R的数字序列S(t)经分裂器分裂为码率为R／2的I、Q
信号，再由 I 、 Q 信号生成幅度为 -A ～ A 的双极性不归零序列
图5- 3 QPSK (a) 矢量图； (b) 星座图
(a)
(b)
第5章 调 制 技 术 星座图中星座间的距离越大，信号的抗干扰能力就越强，
接收端判决再生时就越不容易出现误码。星座间的最小距离表
示调制方式的欧几里德距离。欧几里德距离d可表示为信号平均 功率 S 的函数。 QPSK 信号的欧几里德距离与平均功率的关系
I S 分 裂 器 X(t) 相 加 M QAM
2-m 电平变换器
低通
Q
2-m 电平变换器
低通 cos ct
Y(t)
/2
图5- 1 MQAM正交振幅调制方框图
第5章 调 制 技 术 表5-1 2- 4电平变换的关系
第5章 调 制 技 术 2. QAM 正交幅移键控信号的解调采用正交相干解调器，如图5-2所 示。MQAM信号经相干解调后，在输出端分别得到两个m电平 信号X(t)和Y(t)，再对m电平信号进行判决，恢复二进制信号I、
Q，最后将I、Q信号合成为S(t)。
在DVB- C中采用QAM调制方式。
第5章 调 制 技 术
低通 M QAM 低通 cos ct /2
X(t)
m -2电 平 判 决 器
I 合 Q 成 S
Y(t)
m -2电 平 判 决 器
图5- 2 MQAM正交振幅解调方框图
第5章 调 制 技 术 3. MQAM信号的带宽效率 理想的低通滤波情况下，MQAM信号的已调波带宽效率都 是η＝lbM(bit／(s·Hz))。例如，16QAM的高频调制效率η＝4bit ／(s·Hz)。实际基带低通滤波器的截止边沿是按照升余弦滚降