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1、数字通信基础与应用数字通信基础与应用(9(93 3)2001 2001 Copyright Copyright 1 1SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制与编码的权衡调制与编码的权衡第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡2001 2001 Copyright Copyright 2 2SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡 7 7.高效带宽调制高效带宽调制高效带宽调制高
2、效带宽调制（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(QuadratureQuadratureQuadratureQuadrature Amplitude Modulation)Amplitude Modulation)Amplitude Modulation)Amplitude Modulation)MQAMMQAMMQAMMQAM：M M M M进制正交振幅调制进制正交振幅调制进制正交振幅调制进制正交振幅调制 调制器结构调制器结构调制器结构调制器结构 信道模型信道模型信道模型信道模型 16 16 16 16QAMQAMQAMQAM2001 2001 Copyright Copyright 3
3、 3SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)特点特点特点特点：可充分利用信号平面，增加不同符号点信号间距离可充分利用信号平面，增加不同符号点信号间距离可充分利用信号平面，增加不同符号点信号间距离可充分利用信号平面，增加不同符号点信号间距离d d d d。例例例例：比较：比较1616PSKPSK与与1616QAM QAM 信号峰值功率相同时，信号点信号峰值功率相同时，信号点 间最小距离间最小距离2001 2001 Copyri
4、ght Copyright 4 4SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡 （4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)例例例例：比较：比较1616PSKPSK与与1616QAM QAM 信号点间最小距离信号点间最小距离(续续续续)对对1616：PSKPSK：对对16 16 QAMQAM：一般地一般地一般地一般地，对，对 MPSKMPSK：对对MQAM MQAM（矩形星座图时）：矩形星座图时）：有：有：由于由于MQAMMQAM较充分利用了整个相幅平面较充分利用了整个相
5、幅平面 所以相对的所以相对的有较强的抗干扰能力有较强的抗干扰能力有较强的抗干扰能力有较强的抗干扰能力。2001 2001 Copyright Copyright 5 5SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)星座图的形状星座图的形状星座图的形状星座图的形状 通常取：通常取：M M2 2k k，当当 k k 为偶数时为偶数时 k k 为奇数时为奇数时 星座图为星座图为“矩形矩形矩形矩形”星座图为星座图为“十字形十字形十字形十字
6、形”2001 2001 Copyright Copyright 6 6SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)MQAMMQAMMQAMMQAM峰值功率与平均功率之比峰值功率与平均功率之比峰值功率与平均功率之比峰值功率与平均功率之比 记：记：MQAMMQAM信号的信号的峰值功率峰值功率峰值功率峰值功率（利用勾股定理求斜边）：（利用勾股定理求斜边）：同理，同理，MQAMMQAM信号的信号的平均功率平均功率平均功率平均功率：MQA
7、MMQAM峰值功率与平均功率之比峰值功率与平均功率之比2001 2001 Copyright Copyright 7 7SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)若若MQAMMQAM信信MPSKMPSK信号有相同的平均功率，则信号间的最小距信号有相同的平均功率，则信号间的最小距 离离d dMQAMMQAM,min,min可提高为两信号峰值功率相同时的可提高为两信号峰值功率相同时的k k1/21/2倍。倍。MQAMMQAMMQA
8、MMQAM信号的调制与解调信号的调制与解调信号的调制与解调信号的调制与解调 调制：调制：2001 2001 Copyright Copyright 8 8SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)MQAMMQAMMQAMMQAM信号的调制与解调信号的调制与解调信号的调制与解调信号的调制与解调 解调：解调：2001 2001 Copyright Copyright 9 9SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsS
9、CUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)MQAMMQAMMQAMMQAM信号的频带利用率信号的频带利用率信号的频带利用率信号的频带利用率R/WR/WR/WR/W （1 1）当调制信号为理想基带频谱对应的信号时）当调制信号为理想基带频谱对应的信号时 （2 2）当调制信号为）当调制信号为 滚降频谱特性对应的信号时滚降频谱特性对应的信号时 一般地，已调信号的频带利用率为基带信号时的一般地，已调信号的频带利用率为基带信号时的一般地，已调信号的频带利用率为基带信号时的一般地，已调信号的频带利
10、用率为基带信号时的1/21/21/21/2。2001 2001 Copyright Copyright 1010SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)MQAMMQAMMQAMMQAM信号的误符号率信号的误符号率信号的误符号率信号的误符号率P P P PE E E E n MQAM MQAM解调系统仍是一种线性系统，解调后的叠加的噪声仍然解调系统仍是一种线性系统，解调后的叠加的噪声仍然 为高斯白噪声为高斯白噪声n 同相和正交
11、路信号电平数为：同相和正交路信号电平数为：n 利用多电平基带信号性能分析方法，参见现代通信原理，利用多电平基带信号性能分析方法，参见现代通信原理，对理想频带利用率的基带系统（对理想频带利用率的基带系统（R RS S2B2B），），误符号率误符号率误符号率误符号率为：为：2001 2001 Copyright Copyright 11 11SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第第9 9章章 调制和编码的权衡调制和编码的权衡（4 4）QAM(QAM(QAM(QAM(续续续续)MQAMMQAMMQAMMQAM信号的误比特率信
12、号的误比特率信号的误比特率信号的误比特率P P P PB B B B n n 设采用格雷码编码使相邻信号对应的码组点间只有设采用格雷码编码使相邻信号对应的码组点间只有1 1比特的变比特的变 化，则化，则误比特率误比特率误比特率误比特率为：为：n 由带宽效率面可见，在多种调制解调系统中，由带宽效率面可见，在多种调制解调系统中，MQAMMQAM系统的性系统的性 能最接近能最接近香农信道容量香农信道容量香农信道容量香农信道容量的极限。的极限。2001 2001 Copyright Copyright 1212SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs