QAM讲解PPT课件

1、 QAM（Quadrature Amplitude Modulation） 为正交幅度调制的简称。它是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。 第1页/共35页正交调幅信号有两个相同频率的载波，一个正交调幅信号有两个相同频率的载波，一个信号叫信号叫I信号，另一个信号叫信号，另一个信号叫Q信号。从数学信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被混和。到达目的地后，载波被分

2、离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。分别提取然后和原始调制信息相混和。第2页/共35页QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制制QAM（4QAM）、四进制）、四进制QAM（l6QAM）、）、八进制八进制QAM（64QAM）、）、，对应的空间信号，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有矢量

3、端点分布图称为星座图，分别有4、16、64、个矢量端点。电平数个矢量端点。电平数m和信号状态和信号状态M之间之间的关系是对于的关系是对于4QAM，当两路信号幅度相等时，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。相同。第3页/共35页 16QAM示意图第4页/共35页 QAM调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。在美国，正交调幅通常用在地面微波链路，不用于国内卫星，欧洲的电缆数字电视采用QAM调制，而加拿大的卫星采用正交调幅。QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相

4、同的条件下，QAM星座图中可以容纳更多的星座点，即可实现更高的频带利用率，目前QAM星座点最高已可达256QAM。 第5页/共35页 16QAM调制解调图调制解调图第6页/共35页16QAM系统全图系统全图第7页/共35页 总模块说明：信源为总模块说明：信源为PNPN序列，有两种电平信号，序列，有两种电平信号，经过串并转换后，进入二四进制转换模块，该模块经过串并转换后，进入二四进制转换模块，该模块是把二电平的信源信号变成是把二电平的信源信号变成4 4电平信号，即将电平信号，即将0 0，1 1交交替组合，变成替组合，变成00,11,01,10,00,11,01,10,各个数据代表不同的幅各个数据

5、代表不同的幅度，因为是处理串并转换后的信号，所以要处理度，因为是处理串并转换后的信号，所以要处理I I路路和和Q Q路两路信号，此时频率为信源频率的路两路信号，此时频率为信源频率的1/41/4。随后。随后的输出与载波相乘，进行调制，完成后将两路信号的输出与载波相乘，进行调制，完成后将两路信号对应位置相加，经过有高斯噪声的信道，进入接收对应位置相加，经过有高斯噪声的信道，进入接收端。通过锁相环得到载波信号，与接收到的信号进端。通过锁相环得到载波信号，与接收到的信号进行相乘，完成解调过程。再将得到的波形经过线性行相乘，完成解调过程。再将得到的波形经过线性低通滤波器（频率设为低通滤波器（频率设为30

6、0Hz300Hz，大于，大于250Hz250Hz），进行），进行滤波，随后将波形幅度放大滤波，随后将波形幅度放大2 2倍，进入四二进制转换，倍，进入四二进制转换，再进入整流模块，后进入并串转换，随后将两路信再进入整流模块，后进入并串转换，随后将两路信号相加，得到总的信号，随后将信号再次进行并串号相加，得到总的信号，随后将信号再次进行并串转换，得到最后的波形。转换，得到最后的波形。第8页/共35页 串并转换模块第9页/共35页 第10页/共35页 二四进制转换第11页/共35页 说明：该模块前面部分和串并转换模块是一样的，信号进入该模块，相当于再进行一次串并转换，过程不再多说。然后将两个D触发器

7、输出作为输入，分别控制两个单刀双掷开关，根据不同的数据，使单刀双掷开关按要求输出数据。第12页/共35页 门限判决四二电平转换子系统门限判决四二电平转换子系统第13页/共35页 说明：该模块主要是将四电平图形变为二电平图形，与前面的二四电平转换模块相对应，是前模块的逆变换。其中4570，4573，4572是3路相同的输入，它们3路输入和4532两路输出作为控制单刀双掷开关的器件，随着它们值的变化，单刀双掷开关有按电路走向输出电平值，完成整个四二转换过程。当4570输入为0时，4536输进4532的值0被输出，控制后续开关。第14页/共35页 并串子系统第15页/共35页 说明：并串子系统与前面

8、的串并子系统相对应，是前面串并过程的逆过程。4916PN序列频率为250Hz，而后面的PN序列4913频率为500Hz，因此在4913的一个时钟内，4916有两个周期，控制电路连续运行两次，将经过与门，或门，D触发器运算后的数据有序地输出，并使整个过程输出的频率为500Hz。在这个实验中，并串转换经历两次，将输入的250Hz变换成信源的1000Hz。第16页/共35页 锁相环实行载波同步模块锁相环实行载波同步模块第17页/共35页 说明：该模块主要是为了得到与调制模块相同的载波而建立的。3个线性滤波器截止频率都是100Hz。通过锁相环作用得到与调制处相同的载波，实现载波同步。第18页/共35页

9、波形图第19页/共35页 信源输出图形信源输出图形第20页/共35页 接收端最后输出图形接收端最后输出图形第21页/共35页 两者对比两者对比第22页/共35页 上图为信源模块输出（黄色）和最后并串转换后（绿色）输出，可以发现两者除了幅度不同，图形是相同的，只是有一个延迟，说明整个过程是正确的。而如果要得到和信源完全一样的图形，只要在最后部分加一个增益放大模块和一个延迟器件，选择合适参数即可得到和信源一眼的图形。第23页/共35页 串并转换后输入的第一路数据第24页/共35页 串并转换后输入的第二路数据第25页/共35页 二四转换后输出的第一路数据第26页/共35页 二四转换后输出的第二路数据第27页/共35页 为I路信号经过线性滤波器后输出的图像第28页/共35页 为Q路信号经过线性滤波器后得到的图形第29