正交振幅调制 QAM的原理 调制与解调

xiaoxiao2021-03-01  48

一、MQAM概念

      正交振幅调制(QAM)是用两个独立的基带数字信号对两个互相正交的同频载波进行抑制在播的双边带调制,利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。

      它是把MASK与MPSK两种结合到一起的调制技术,使得带宽得到双倍拓展。ASK与PSK见前文2ASK、2PSK与ASK、PSK信号。

二、MQAM调制原理

正交调制信号的一般表达式为:

可以看出,为ASK部分,而为PSK部分。

上式展开,即以正交表示形式为:

令:

那么上式变为:

QAM中的振幅可以表示为

式中,是固定振幅,由输入数据确定。决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点。

三、调制解调原理框图

我们需要得到多进制的QAM信号,需将二进制信号转换为m电平的多进制信号,然后进行正交调制,最后相加输出。

                                                   QAM信号产生的框图

QAM信号用正交相干解调方法进行解调,通过解调器将QAM信号进行正交相干解调后,用低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量,输出抽样判决后可恢复出的两路独立电平信号,最后将多电平码元与二进制码元间的关系进行转换,将电平信号转换为二进制信号,经并/串变换后恢复出原二进制基带信号。

                                  (2)16QAM

16QAM产生的原理图

四、16QAM原理

1.调制

(1).首先,一串二进制序列进入串/并变换中,进行4比特划分后再进行2比特划分成一组,按照奇数送同相路,偶数送入正交路。

(2).进入2/L电平变换,就是说二进制数变成4个十进制数,而4个十进制数是由自己的星座图设定的,即00,01,11,10分别对应于-3,-1,1,3。

(3).送入低通后滤除较小的抖动波。

(4.进入相乘器,载波cosωct与同相路波SI(t)相乘变为SI(t) cosωct, 载波cosωct经过相位移动90°与正交路波SQ(t)相乘变为-SQ(t) sinωct。

(5).两路波形经过相乘器后,进行相加,变为SI(t)cosωct- SQ(t)sinωct。

2.解调

(1).经过调制后的波形再分别与相乘器相乘,通过载波cosωct和载波cosωct经过相位移动90°后各自提取出同相分量和正交分量。公式分别为:yI(t)=y(t)coswct=SI(t)/2+1/2×(SI(t)cos2ωct- SQ(t)sin2ωct);yQ(t)=y(t) (-sinωct) = SQ(t)/2 -1/2×(SI(t) sin2ωct+SQ(t) cos2ωct)。

(2)进入低通形成包络波形。

(3)再进入采样判决器,选取采样点形成原始的二进制矩形波形。

(4)最后进入串/并变换,按照原先的奇偶原则形成完成的原始二进制信号。

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