正交振幅调制(QAM)
正交调制解调
多进制正交振幅调制技术及其在衰落信道下实现1.背景：在数字通信中．调制解调方式有三种基本方式：振幅键控、频移键控和相位键控。
但单纯的这三种基本方式在实际应用中都存在频谱利用率低、系统容量少等不足。
而在现代通信系统中，通信用户数量不仅在不断增加，人们亦不满足传统通信系统的单一语音服务，希望进行图像、数据等多媒体信息的通信。
因此，传统通信调制解调方式的容量已经越来越不能满足现代通信的要求。
近年来，如何在有限的频率资源中提供高容量、高速率和高质量的多媒体综合业务，是数字通信调制解调领域中一个令人关注的课题。
通过近十多年来的研究，分别针对无线通信信道和有线通信信道的特征，提出了不同的高频谱利用率和高质量的调制解调方案。
其中的QAM调制解调方案为：发送数据在比特／符号编码器内被分成速率各为原来1／2的两路信号，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。
接收端完成相反过程，解调出两个正交码流．均衡器补偿由信道引起的失真，判决器识别复数信号并映射回二进制信号。
不过．采用QAM调制技术，信道带宽至少要等于码元速率，为了码元同步，还需要另外的带宽，一般要增加15％左右。
2.QAM基本原理：在QAM（正交幅度调制）中，数据信号由相互正交的两个载波的幅度变化表示。
模拟信号的相位调制和数字信号的PSK（相移键控）可以被认为是幅度不变、仅有相位变化的特殊的正交幅度调制。
因此，模拟信号相位调制和数字信号的PSK（相移键控）也可以被认为是QAM的特例，因为其本质上就是相位调制。
QAM是一种矢量调制，将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt和sinwt）上。
这样与幅度调制(AM)相比，其频谱利用率将提高1倍。
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，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，QAM最高已达到1024-QAM（1024个样点）。
mqam信号模型表达式
mqam信号模型表达式MQAM信号模型是一种常用的调制技术，用于在通信系统中传输数字信号。
在这个模型中，M代表调制的状态数，通常为2的幂次方，而QAM则代表正交振幅调制。
这种调制技术可以同时调节信号的幅度和相位，使得信号能够在带宽有限的信道中传输更多的信息。
下面将详细介绍MQAM信号模型的表达式及其应用。
MQAM信号模型可以用如下表达式来表示：s(t) = Σ[ Ak*cos(2πfct + θk) * g(t - kT) ]其中，Ak表示第k个符号的幅度，θk表示第k个符号的相位，fct 为载波频率，g(t)为基带滤波器的响应函数，T为符号周期。
在这个表达式中，每个符号都由幅度和相位表示，通过调节这两个参数，可以实现不同的调制状态。
M代表调制的状态数，例如4-QAM则有4个调制状态，16-QAM则有16个调制状态。
每个调制状态对应一个符号，通过不同的符号组合，可以传输更多的信息。
MQAM信号模型的应用非常广泛，特别适用于有限带宽的信道传输。
由于MQAM可以同时调节幅度和相位，可以在有限的频谱资源中实现更高的信息传输速率。
因此，MQAM常被用于数字电视、无线通信、光纤通信等领域。
在数字电视中，MQAM被广泛应用于传输高清视频和音频信号。
通过将视频和音频信号转换为数字信号，并采用MQAM调制技术，可以在有限的频谱资源中传输更多的信息。
这样，用户可以收到更清晰、更丰富的电视节目。
在无线通信中，MQAM常用于调制高速数据信号。
通过调节幅度和相位，可以在有限的无线信道中传输更多的数据。
这在移动通信中尤为重要，可以提高无线网络的容量和覆盖范围，使用户可以更快地传输数据和观看视频。
在光纤通信中，MQAM也被广泛应用于传输高速数据信号。
由于光纤具有较大的带宽，可以支持高速数据传输。
通过将数字信号转换为光信号，并采用MQAM调制技术，可以在光纤中传输更多的信息，提高光纤通信的容量和速度。
除了上述应用领域，MQAM信号模型还在其他领域有着广泛的应用。
编码调制原理
在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。
数字传输的常用调制方式主要分为：正交振幅调制（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。
键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。
残留边带调制（VSB）：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。
编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。
世广数字卫星广播系统的下行载波的调制技术采用TDM QPSK调制体制。
它比编码正交频分多路复用（COFDM）调制技术更适合卫星的大面积覆盖。
摘要：由于数字电视系统采用数字传输，而在传输系统中都使用到了数字调制技术，本文就对ASK、FSK、PSK、QAM等数字调制方法进行详细的介绍。
1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。
随着时代的发展，用户不再满足于听到声音，而且还要看到图像；通信终端也不局限于单一的电话机，而且还有传真机和计算机等数据终端。
现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。
而这些系统都使用到了数字调制技术，本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。
一数字调制数字信号的载波调制是信道编码的一部分，我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制，未经处理的数字信号源不能适应这些限制。
由于传输信道的频带资源总是有限的，因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。
模拟通信很难控制传输效率，我们最常见到的单边带调幅（SSB）或残留边带调幅（VSB）可以节省近一半的传输频带。
由于数字信号只有"0"和"1"两种状态，所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程，因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。
副载波调制原理
副载波调制原理一、引言副载波调制是一种用于无线通信系统中的调制技术，它可以在一个主载波上附加多个副载波，从而提高系统的传输容量和频谱效率。
本文将详细介绍副载波调制的原理及其在通信系统中的应用。
二、副载波调制原理副载波调制技术是一种在传输信号中添加自定义的频谱信息的方法。
通过将主载波频谱划分为若干个子通道，每个子通道负责传输一部分信息，可以同时传输多路数据。
主要的副载波调制技术有正交频分复用（OFDM）和正交振幅调制（QAM）。
2.1 正交频分复用（OFDM）OFDM是一种多载波调制技术，它将高速数据流分成多个低速数据流，每个数据流使用一个独立的载波进行调制。
各个子载波之间频率相互正交，可以有效避免频率间干扰，使得系统具有较好的抗多径衰落能力。
OFDM技术广泛应用于诸如Wi-Fi、5G等无线通信系统中。
OFDM的原理如下：1.将要传输的数据分为若干个并行的比特流，通过使用一定的调制方式将每个比特流映射为不同的子载波上的复杂信号。
2.将不同的子载波频谱图合并，并进行一定的功率控制以保证各子载波之间的功率平衡。
3.将经过调制和合并的信号通过逆傅里叶变换，转化为时域中的信号，进行融合和发送。
OFDM技术能够通过合理地选择子载波的数量和分配带宽，实现高速率的数据传输，同时也降低了系统对于频率偏移和多径干扰的敏感性。
2.2 正交振幅调制（QAM）QAM是一种在基带信号上调制的数字调制技术，它将多个振幅和相位不同的调制方式组合为一个调制方式。
QAM将复杂的多维调制映射为二维调制，可以实现较高的频谱效率和抗干扰能力。
QAM的原理如下：1.将要传输的数字信号分割为两个比特流，分别代表I（纵向）和Q（横向）两个方向的振幅和相位信息。
2.将I和Q比特流分别映射到调制星座图中的纵向和横向坐标，选择合适的星座图调制方式。
3.组合I和Q两个方向的调制信号，调制为一个复杂的符号，并将其发送。
QAM技术在有限带宽条件下，能够实现更高的比特传输速率和更低的误码率。
：正交幅度调制信号(QAM)调制解调系统的性能分析
摘要正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛使用。
由于信道资源越来越紧张，许多数据传输场合二进制数字调制已无法满足需要。
为了在有限信道带宽中高速率地传输数据，可以采用多进制(M进制，M>2)调制方式，MPSK则是经常使用的调制方式，由于MPSK的信号点分布在圆周上，没有最充分地利用信号平面，随着M值的增大，信号最小距离急剧减小，影响了信号的抗干扰能力。
MQAM称为多进制正交幅度调制，它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式，信号点不是限制在圆周上，而是均匀地分布在信号平面上，是一种最小信号距离最大化原则的典型运用，从而使得在同样M值和信号功率条件下，具有比MPSK更高的抗干扰能力。
关键词：QAM 调制解调星座图误码率目录摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
一基本原理 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.1硬件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
QAM调制解调讲解
圆形16QAM的实现（2）
例如，若输入为“000”， 则当前码元的信号相位与前 一个码元信号相位相同。当 输入为001时，则当前码元 的相位，在前一个码元信号 相位的基础上增加 / 4 ，输 入数据与相位差的关系如表 所示：
输入数据
000 001 011 111 101 100 110 100
当前码元的相位增量
星座图的设计（2－3）
差分编码设计
多进制QAM的星座图
16QAM与64QAM的一些仿真
16QAM受干扰后的星座图 两种64QAM星座图的仿真比较 16QAM与64QAM的误码性能比较
16QAM受干扰后的星座图
两种64QAM星座图的仿真比较
采用Gray码设计的星座图（红） 采用自然码
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
16QAM与64QAM的误码性能比较 （2）
红色曲线－16QAM 蓝色曲线－64QAM
QAM的实现
单路QAM的实现 1）圆形16QAM的实现 2）矩形16QAM的实现
基于星座图解调方法的比较 QAM-OFDM的实现原理
圆形16QAM的实现（1）
16进制星形QAM 每个码元由4bit组成，每个码元的第一个比特， 通过差分的方式来改变QAM向量的振幅。当输 入的该比特为“l”时，则将当前码元的向量振幅， 改变到与前一个码元的向量振幅不同的振幅环 上；当输入的该比特为0时，则当前码元的向量 振幅与前一码元相同；每个码元的其余三比特， 通过Gray差分相位编码的方法来改变信号的相 位，也就是说，通过Gray编码来改变当前码元 信号向量与前一个码元信号向量的相位差。
qam——正交振幅调制原理介绍
qam——正交振幅调制原理介绍QAM是一种数字调制技术，全称为正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation）。
在通信领域中，QAM广泛应用于数字通信系统中，能够有效地提高数据传输的效率和可靠性。
本文将从QAM 的原理入手，介绍其基本概念和工作原理。
QAM的基本原理是通过改变信号的振幅和相位来传输数字信息。
在QAM调制中，信号被分为两部分：正交振幅和正交相位。
正交振幅指的是信号的振幅大小，正交相位则是信号的相位角度。
通过同时改变振幅和相位，QAM可以在有限的频谱范围内传输更多的数据。
这种调制技术将数字比特流转换为模拟信号，以便通过传统的模拟通信系统传输。
QAM的原理可以简单地理解为将两个正交的调制信号叠加在一起，形成一个复合信号。
这样的设计使得QAM在相同带宽下可以传输更多的信息，从而提高了信道利用率。
在QAM调制中，不同的比特组合对应着不同的振幅和相位值，因此接收端可以通过解调来还原原始的数字信号。
QAM调制的关键优势之一是其灵活性。
通过调整振幅和相位的值，QAM可以适应不同的信道条件和传输要求。
在实际应用中，QAM 常常与其他调制技术结合使用，如OFDM（正交频分复用），以提高系统性能和抗干扰能力。
除了灵活性，QAM还具有较高的传输效率和误码率性能。
由于QAM可以在有限的频谱内传输多个比特，因此可以在相同的带宽下传输更多的数据。
同时，QAM的抗噪声和抗干扰能力也较强，能够在复杂的通信环境下保持较高的传输质量。
总的来说，QAM作为一种常用的数字调制技术，在现代通信系统中发挥着重要的作用。
通过灵活的振幅和相位调制，QAM可以实现高效率的数据传输，适应不同的信道条件，并提供可靠的通信连接。
在未来的通信发展中，QAM仍将继续发挥重要作用，推动数字通信技术不断向前发展。
QAM原理
QAM是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。
这两个载波通常是相位差为90度(π/2)的正弦波，因此被称作正交载波。
这种调制方式因此而得名。
概述同其它调制方式类似，QAM通过载波某些参数的变化传输信息。
在QAM中，数据信号由相互正交的两个载波的幅度变化表示。
模拟信号的相位调制和数字信号的PSK可以被认为是幅度不变、仅有相位变化的特殊的正交幅度调制。
由此，模拟信号频率调制和数字信号FSK也可以被认为是QAM的特例，因为它们本质上就是相位调制。
这里主要讨论数字信号的QAM，虽然模拟信号QAM也有很多应用，例如NTSC和PAL制式的电视系统就利用正交的载波传输不同的颜色分量。
类似于其他数字调制方式，QAM发射信号集可以用星座图方便地表示。
星座图上每一个星座点对应发射信号集中的一个信号。
设正交幅度调制的发射信号集大小为N，称之为N-QAM。
星座点经常采用水平和垂直方向等间距的正方网格配置，当然也有其他的配置方式。
数字通信中数据常采用二进制表示，这种情况下星座点的个数一般是2的幂。
常见的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等。
星座点数越多，每个符号能传输的信息量就越大。
但是，如果在星座图的平均能量保持不变的情况下增加星座点，会使星座点之间的距离变小，进而导致误码率上升。
因此高阶星座图的可靠性比低阶要差。
当对数据传输速率的要求高过8-PSK能提供的上限时，一般采用QAM的调制方式。
因为QAM的星座点比PSK的星座点更分散，星座点之间的距离因之更大，所以能提供更好的传输性能。
但是QAM星座点的幅度不是完全相同的，所以它的解调器需要能同时正确检测相位和幅度，不像PSK解调只需要检测相位，这增加了QAM解调器的复杂性。
M-QAM信号波形的表达式为：其中g(t)为码元信号脉冲。
因此QAM可以分解为分别在两个正交的载波cos2πfct与sin2πfct上的M1-PAM与M2-PAM的叠加，其中M1M2 = M。
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一、QAM的基本信息 二、QAM的调制原理 三、QAM的解调原理
正交幅度调制（QAM）是一种矢量调特，不同的幅度和相位代表 不同的编码符号。因此在一定的条件 下可实现更高的频带利用率,而且抗 噪声能力强，实现技术简单。 因此QAM在卫星通信和有线电视网络 高速数据传输等领域得到广泛应用。
QAM的调制原理
QAM将输入比特先映射（一般采用格 雷码）到一个复平面上，通常，可以用
星座图来描述QAM信号的信号空间分布状 态。形成复数调制符号（I，Q），然后
将符号的I、Q分量（对应复平面的实 部和虚部）采用幅度调制，分别对应 调制在相互正交（时域正交）的两个 载波cos(wt)和sin(wt)上。
多进制QAM信号产生的数学模型
输入的二进制序列经 过串/并变换器输出速 率减半的两路并行序 列， 再分别经过2电平 到L电平的变换，形成 L电平的基带信号。 还 要经过预调制低通滤 波器，形成X(t)和Y(t)， 再分别对同相载波和 正交载波相乘。 最后 将两路信号相加即可 得到QAM信号。
多进制QAM信号产生的数学模型
QAM的解调原理
解调器首先对收到的QAM 信号进行正交相干解调。 低通滤波器LPF滤除乘法器 产生的高频分量。LPF输出 经抽样判决可恢复出m电平 信号x(t)和 y(t)。因为和取 值一般为±1，±3，…， ±（m-l），所以判决电平 应设在信号电平间隔的中 点，即Ub＝0，±2， ±4，…，±（m-2）。根 据多进制码元与二进制码 元之间的关系，经m/2转换， 可将电平信号m转换为二进 制基带信号x＇(t)和y＇(t)。
二进制的数据信息，每六位一组，进行串并转换，前 后再分成并行的两组，每组三位。
QAM调制数学原理。QAM调制的表达式一般可 表示为
其中Am=dmA，Bm=emA，式中A是固定的振幅 大小，dm和em可以简单的认为是I、Q分量。 利用三角函数关系对(1)式进行变换可得
其中：Cm、θm分别是QAM调制信号在一个 码元区间内调制信号的振幅和相角大小。