数字通信调制技术

数字通信——QAM和QPSK调制

一、正交振幅调制(QAM)

1.原理及应用概述

正交幅度调制（QAM）是一种矢量调制，是幅度和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，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。

2.调制

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。

QAM 调制数学原理：QAM 调制的表达式一般可表示为

()cos sin y t A wt B wt m m m =+

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上式进行变换可得

22()cos(),arctan m m m m m m m y t C wt A C A B B θθ=+⎛⎫=+= ⎪

⎝⎭

其中：m C 、m θ 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。