第三章调制技术(2)QAM及OFDM.pptVIP

* 第3章 新型数字带通调制技术 在子载波受调制后，若采用的是BPSK、QPSK、4QAM、64QAM等类调制制度，则其各路频谱的位置和形状没有改变，仅幅度和相位有变化，故仍保持其正交性，因为?k和?i可以取任意值而不影响正交性。 各路子载波的调制制度可以不同，按照各个子载波所处频段的信道特性采用不同的调制制度，并且可以随信道特性的变化而改变，具有很大的灵活性。这是OFDM体制的又一个重要优点。 * 第3章 新型数字带通调制技术 OFDM体制的频带利用率 设一OFDM系统中共有N路子载波，子信道码元持续时间为Ts，每路子载波均采用M 进制的调制，则它占用的频带宽度等于 频带利用率为单位带宽传输的比特率： 当N很大时， 若用单个载波的M 进制码元传输，为得到相同的传输速率，则码元持续时间应缩短为(Ts /N)，而占用带宽等于(2N/Ts)，故频带利用率为 OFDM和单载波体制相比，频带利用率大约增至两倍。 * 第3章 新型数字带通调制技术 OFDM信号的产生 码元分组：先将输入码元序列分成帧，每帧中有F个码元，即有F比特。然后将此F比特分成N组，每组中的比特数可以不同，如下图所示。 图8-165 码元的分组 ??? ??? t t t B0 B1 B2 B3 BN-1 F比特 F比特 F比特 帧 t B0 B1 BN b0比特 b1比特 b3比特 b2 Tf ……… ……… Ts * 第3章 新型数字带通调制技术 设第i组中包含的比特数为bi，则有 将每组中的bi个比特看作是一个Mi进制码元Bi，其中bi ＝ log2 Mi，并且经过串/并变换将F个串行码元bi变为N个（路）并行码元Bi。 这样得到的N路并行码元Bi用来对于N个子载波进行不同的调制。 * 在OFDM中采用4种调制方式，分别为： BPSK（二进制相移键控）、 QPSK（四进制相移键控）、 16QAM（16进制正交幅度调制）、 64QAM（64进制正交幅度调制）。 调制的方式的选择根据信号中的速率来决定如下所示 * 第3章 新型数字带通调制技术 MQAM调制中一个码元可以用平面上的一个点表示。而平面上的一个点可以用一个矢量或复数表示。下面用复数Bi表示此点。将Mi进制的码元Bi变成一一对应的复数Bi的过程称为映射过程。例如，若有一个码元Bi是16进制的，它由二进制的输入码元“1100”构成，则它应进行16QAM调制。 设其星座图如下图所示，则此16进制码元调制后的相位应该为45?，振幅为A/21/2。此映射过程就应当将输入码元“1100”映射为 1011 1001 1110 1111 1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110 0011 0010 0101 0111 A * 第3章 新型数字带通调制技术 OFDM调制原理方框图 分帧 分组 串/并 变换 编码 映射 . . . . . . IDFT . . . 并/串 变换 D/A 变换 上 变 频 OFDM 信号 二进制 输入信号 如果子载波的数目很大时，并行系统中正弦信号的产生以及解调就变得特别的复杂而昂贵，因此基于傅立叶变换的数字传输模型被提出来。 * 数据源 串/并 变换 IDFT 编 码 交 织 并/串 变换 添加 循环 前缀 基 带 调 制 插入 同步 信号 D/A发送 滤波器 物理信道 噪声 A/D接收 滤波器 信道估计与 帧同步恢复 去除循 环前缀 串/并 变换 DFT 信号 检测 并/串 变换 基 带 解 调 信宿 译 码 解 交 织 插 入 导 频 OFDM原理图 * 插入导频、信道估计 插入导频的目的：在发送端插入一些已知的数据，在接收端通过这些已知的数据恢复信道信息。 信道估计的目的：得到所有子载波的参考相位和幅度值,即根据对接收信号分析选用合适的算法得到信道的冲激响应。 OFDM系统中二进制比特以MPSK或者MQAM等调制方式调制到子载波上。为了在接收端进行数据恢复，需要知道调制值的参考相位和幅度。 相干检测：利用信号的参考值来检测信号。 * 插入导频、信道估计 信道估计：描述物理信道对输入信号的影响而进行定性的研究过程。就是信道对输入信号影响的一种数学表示。它是进行相干检测、 解调、均衡的基础。 系统模型频域表示： H(k)为信道的冲激响应的频域变换，各种信道估计方法的最终都是求出这个冲激响应。 * 插入导频、信道估计 信道估计分类： 非盲估计：利用插入导频来获得导频位置的信道信息，估计效 果比较好，但传输效率有所下降。 盲估计：不使用导频信息，与非盲信道估计技术相比传输效率提高，但算法收敛较慢，阻碍方法应用。 半盲估计：在传输效率和收敛速度