第3章_调制技术.pptVIP

QAM解调 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。 16QAM的横坐标依次是（3A 、 A 、 -A、 -3A ），纵坐标是（3A 、 A 、 -A、 -3A ） 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16QAM 矩形16QAM 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＝10A2 圆形的16QAM信号平均功率＝14.03A2 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。 由于矩形星座实现和解调简单，因此获得了广泛的应用 星座图的设计（1－1） 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（1－2） Gray编码设计 星座图的设计（2－1） 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（2－3） 差分编码设计 多进制QAM的星座图 QAM频带利用率 MQAM功率谱主瓣宽度为B=2Rs, Rs=Rb/K (M=2k) Rb/B=Rb/2Rs=k*Rb/2Rb=k/2=log2M/2 bit/s/Hz （由此式可知，QAM的频带利用率与PSK的相同） 如64QAM，Rb/B=3bit/s/Hz 16QAM受干扰后的星座图 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 MPSK的带宽和功率有效性 (在理想的带通信道情况下) M 2 4 8 16 32 64 ηB=Rb/B （最大情况下） 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Eb/N0 （BER=10-6） 10.5 10.5 14 18.5 23.4 28.5 QAM的带宽和功率有效性(在理想的带通信道情况下) M 4 16 64 256 1024 4096 ηB 1 2 3 4 5 6 Eb/N0 （BER=10-6） 10.5 15 18.5 24 28 33.5 相关MFSK的带宽和功率有效性 M 2 4 8 16 32 34 ηB=Rb/B 0.4 0.57 0.55 0.42 0.29 0.18 Eb/N0 （BER=10-6） 13.5 10.80 9.30 8.20 7.50 6.90 思考：通过3张表的数据，比较MFSK、MPSK和MQAM调制技术的性能 系统把整个可用信道频带B划分为N个带宽为△f 的子信道。把N个串行码元变换为N个并行的码元（符号长度Ts是单载波系统的N倍），分别调制这N个子信道载波进行同步传输，这就是频分复用。 若子信道的码元速率1/Ts≤ △f ,各子信道可以看作是平坦性衰落的信道，可避免严重的码间干扰。 另外若频谱允许重叠，还可以节省带宽而获得