最新数字带通传输系统教案第七章教学讲义ppt

在平均功率相等条件下：
(a) 16QAM
(b) 16PSK
16PSK信号的平均功率（振幅）就等于其最大功率（振幅）；
16QAM信号，在等概率条件下，其最大功率和平均功率之比等于1.8倍，即2.55 dB。
12 因此，16QAM比16PSK信号的噪声容限大4.12dB。
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
16QAM信号和16PSK信号的性能比较
d2和d1的比值 代表这两种体制 的噪声容限之比
在最大功率（振幅）相等的条件下：最大振幅AM相等，16PSK信号的相邻矢量 端点的欧氏距离
d1 AM 80.393AM
AM
d1 AM
16QAM信号的相邻点欧氏距离
d2
2AM 3
0.47A 1M
d2
d2超过d1约1.57 dB
数字带通传输系统教案第 七章
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
7.10 新型数字带通调制技术-正交振幅调制QAM
1. 振幅相位联合键控（APK） 2. 正交调制模型 3. 正交振幅调制信号的表示 4. 16QAM产生方法 5. QAM信号和PSK信号的性能比较 6. 16QAM实例 7. 例题
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
QAM矢量图--4QAM
Xk = Akcosk Yk = -Aksink
若：k--取/4和-/4，Ak--取+A和-A，
sk(t) X kco 0 t sY ksi0 n t
则：Xk和Yk--取±(√2/2)--±1(归一化），
4QAM信号--两个幅度为±1的正交振幅键控信号之和
2400
(a) 传输频带
14
A 1011 1001 1110 1111 1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110
0011 0010 0101 0111
(b) 16QAM星座
X
章 数字带通传输系统--例新型7数.1字0带-通1调采制技用术4PSK或4QAM调制传输2400b/s数据：
e0(t) = ∑ Xn g(t-nTs)cosωct +∑ Yn g(t-nTs)sinωct
= I (t ) cosωct + Q(t ) sinωct
可见APK可以看作两个正交调制信号之和。
3
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
最小理论带宽是：BMPSK=RB
B4PSK=4800 Hz
(2)若BMPSK=2400 Hz ，
最小理论带宽BMPSK=RB, RB=BMPSK=2400
log2M=Rb/RB=9600/2400=4,M=24=16,
应采用16QPSK或16QAM。
17
X
章 数字带通传输系统--例新型7数.字1带0通-调4制采技术用16PSK调制传输9600b/s数据：
本例说明：在相同信息速率下，增加进制数可以减小带宽，减小码元速率，提
高频带利用率
b
Rb B
16
X
章 数字带通传输系统--例新型7数.字1带0通-调3制采技术用MPSK调制传输9600b/s数据：
(1)若M=4，最小理论带宽是多少？
(2)若传输带宽为2400Hz ，M=？
解：(1) M=4 ，Rb=9600b/s, RB=Rb/log2M=4800Baud;
15
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
例7.10-2 采用2PSK调制传输2400b/s数据：
最小理论带宽是多少？ 解：M=2，Rb=2400b/s, RB=Rb=2400Baud; 最小理论带宽是：B2PSK=RB=2400 Hz
比较：例7.10-1中 采用4PSK调制，所需带宽B4PSK=1200 Hz,是二进制的一半。
4QAM就成为QPSK--QPSK信号是一种QAM信号
7
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
16QAM矢量图
是两路四个幅度的正交振幅键控信号之和
8
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
64QAM和256QAM矢量图
64QAM是两路八个幅度的正交振幅键控信号之和 256QAM是两路十六个幅度的正交振幅键控信号之和
(1)最小理论带宽是多少？
(2)若传输带宽不变，而比特率加倍，则调制方式应如何改变？
解：(1)M=4，Rb=2400b/s, RB=Rb/log2M=1200Baud;
BMPSK=2B基， （B基）min=RB/2=600 Hz
( 2 时，理论上最小，为乃奎斯特带宽)
最小理论带宽是：BMPSK=2B基=2×RB/2=RB
2
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
振幅相位联合键控（APK）
振幅相位联合键控（APK）--振幅和相位都有几种取值。 APK信号的一般表达式：
e0(t) = ∑ang(t-nTs)cos(ωct+ φn ) = [∑an g(t-nTs) cosφn ]cos(ωct) - [∑an g(t-nTs) sinφn ] sin(ωct) 令：an cosφn =Xn, -an sinφn =Yn
64QAM信号矢量图
9
256QAM信号矢量图
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
16QAM产生方法--正交调幅法
两路独立的正交4ASK信号叠加
10
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
16QAM产生方法--复合相移法
两路独立的QPSK （大圆和小圆）信号叠加
AM
Biblioteka BaiduAM
11
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
RB B
,max2
B4PSK=1200 Hz
(2)若BMPSK=1200 Hz 不变，Rb=4800b/s(加倍)，
最小理论带宽BMPSK=RB, RB=BMPSK=1200
log2M=Rb/RB=4800/1200=4,M=24=16,应采用16QPSK
本例说明：在传输带宽不变的情况下，增加进制数可以提高信息速率
QAM信号和PSK信号的性能比较
QAM比PSK信号的抗噪声能力更好。 二者的信号带宽相同，频带利用率相同。
13
X
章 数字带通传输系统--新型数字带通调制技术
16QAM实例
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 1650 Hz，信道带宽为2400 Hz，滚降系数为10％。