QAM调制解调讲解课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,QAM正交幅度调制,Quadrate Amplitude Modulation,主要内容,QAM的基本概念,QAM的实现,基于QAM调制的OFDM-CDMA系统,QAM的基本概念,QAM的调制波形,QAM星座图的概念、意义及设计,16QAM与64QAM的一些仿真,QAM的调制波形,其中 决定了已调,QAM,信号在信号星座图（矢量图）中的星座点（矢量点）的位置,，,是发送信号脉冲波形,QAM的星座图的概念、意义及设计,QAM星座图的含义,QAM星座图的参数,16QAM的两种星座图的比较,QAM星座图的设计,多进制QAM的星座图,QAM的星座图含义,星座图就是信号矢量端点的分布图。通常可以用星座图来描述,QAM,信号的信号空间分布状态。,QAM星座图的参数（1）,最小欧几里德距离,最小欧几里德距离是,MQAM,信号星座图上星座点间的最小距离，该参数反映了,MQAM,信号抗高斯白噪声能力，可以通过优化星座图分布来得到最大值，从而抗干扰能力较强。,QAM星座图的参数（2）,最小相位偏移,最小相位偏移是,MQAM,信号星座点相位的最小偏移，该参数反映了,MQAM,信号抗相位抖动能力和对时钟恢复精确度的敏感性，同样可以优化星座点的分布来获得最大值，从而获得更好的传输性能。,16QAM的两种星座图比较（1）,圆形16,QAM,矩形16,QAM,16QAM的两种星座图比较（2）,从功率来看：,假设信号点之间的最小距离为,2A,，且所有信号点等概率出现，则平均发射信号功率为：,矩形的,16QAM,信号平均功率,10A,2,圆形的,16QAM,信号平均功率,14.03A,2,两者功率相差,1.4dB,。即在相同的平均功率的情况下，矩形的最小欧几里德距离较圆形的大，因此抗干扰的能力较强。,16QAM的两种星座图比较（3）,从星座图的结构来说：,圆形的,16QAM,有,2,个振幅值，矩形的有,3,个振幅值,圆形的,16QAM,有,8,个相位值，矩形的有,12,个相位值，圆形的最小相位偏移为,45,度，而矩形的最小偏移为,18,度。,因此，圆形的最小相位偏移比矩形的大，相应的其抗相位抖动的能力较强。,星座图的设计（11）,Gray编码（格雷码）,Gray码是一种可靠性的编码，它将错误降低到最小，原因在于Gray码的两个码组之间只有一个bit不同。,在星座图上，表现为相邻的星座点表示的m比特的码元采用Gray编码，可以有效的提高误码性能，降低误码率。,星座图的设计（12）,Gray编码设计,星座图的设计（21）,相位模糊,对于四相调制信号，其载波相位有,4,个，在解调时本地恢复的相干载波的相位必须跟踪,4,个相位中的一个，每次跟踪的载波相位是随机的，这样在接收端就会造成相位模糊的现象。,差分编码可克服相位模糊，如64QAM，用2bit进行差分编码，后4bit在星座图上采用90度旋转不变的点数分布。,星座图的设计（23）,差分编码设计,多进制QAM的星座图,16QAM与64QAM的一些仿真,16QAM受干扰后的星座图,两种64QAM星座图的仿真比较,16QAM与64QAM的误码性能比较,16QAM受干扰后的星座图,两种64QAM星座图的仿真比较,采用Gray码设计的星座图（红）,采用自然码,设计的星座,图（蓝）,16QAM与64QAM的误码性能比较（1）,由于QAM的频带利用率的提高是以牺牲一定误码率为代价的，因此选择多进制的QAM调制，需要先预测信道质量，电平数不一定越高越好。,这里给出16QAM，64QAM的仿真图形，可以看出，在相同信噪比的情况下，64QAM的误码性能比16QAM差，误码率高。,16QAM与64QAM的误码性能比较（2）,红色曲线16QAM,蓝色曲线64QAM,QAM的实现,单路QAM的实现,1）圆形16QAM的实现,2）矩形16QAM的实现,基于星座图解调方法的比较,QAM-OFDM的实现原理,圆形16QAM的实现（1）,16,进制星形,QAM,每个码元由4bit组成，每个码元的第一个比特，通过差分的方式来改变,QAM,向量的振幅。当输入的该比特为,“l”,时，则将当前码元的向量振幅，改变到与前一个码元的向量振幅不同的振幅环上；当输入的该比特为,0,时，则当前码元的向量振幅与前一码元相同；每个码元的其余三比特，通过,Gray,差分相位编码的方法来改变信号的相位，也就是说，通过,Gray,编码来改变当前码元信号向量与前一个码元信号向量的相位差。,圆形16QAM的实现（2）,例如，若输入为,“000”,，则当前码元的信号相位与前一个码元信号相位相同。当输入为,001,时，则当前码元的相位，在前一个码元信号相位的基础上增加 ，输入数据与相位差的关系如表所示：,输入数据,当前码元的相位增量,000,0,001,011,111,101,100,110,100,矩形16QAM的实现（1）,以16QAM为例，这里Amc和Ams就为 ，g（t）,是发送信号脉冲波形,矩形16QAM的实现（2）,电路实现,基于星座图解调方法比较,最小距离法,划分区域法,两种方法的比较,最小距离法（1）,步骤：,接收到的R（是受到干扰后）信号为一个矢量a+bi, 星座图中每个矢量 ，分别为 ，遍历116个星座点计算距离，得到16个距离值，比较得到最小值，返回所对应的星座图的点，判决为这个点。,最小距离法（2）,运算量：,判决一个符号需要：计算16次距离，每次距离用到2次平方及3次加减运算，同时，比较得到最小距离也需要一定的运算量。,如冒泡方法需要n（n1）/2次，n16，即120次。,