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3.4.2 调制方式-QAM正交振幅调制

2007-04-23 16:02 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章主要介绍局域网、广域网,以及OSI各层主要功能及其工作原理这些基本的计算机网络通信技术,同时还将介绍计算机网络数据通信中常见的技术指标和参数。这些都是我们平常进行各种网络工程施工和系统设计的基础和前提。本节是调制方式中QAM正交振幅调制。

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4.QAM正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation)
QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是用两个调制信号对频率相同、相位正交的两个载波进行调幅,然后将已调信号加在一起进行传输或发射。在NTSC制和PAL制中形成色度信号时,用的就是正交调幅方式将两个色差信号调制到色度副载波上。
QAM也可用于数字调制。数字QAM有4QAM、8QAM、16QAM、32QAM等调制方式。其中,16QAM和32QAM广泛用于数字有线电视系统。下面以16QAM为例介绍其原理。
图3-34给出了16QAM调制器框图及星座图。作为调制信号的输入二进制数据流经过串—并变换后变成四路并行数据流。这四路数据两两结合,分别进入两个电平转换器,转换成两路4电平数据。例如,00转换成–3,01转换成–1,10转换成1,11转换成3。这两路4电平数据g1(t)和g2(t)分别对载波cos2πfct和sin2πfct进行调制,然后相加,即可得到16QAM信号。
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。
PSK只利用了载波的相位,它所有的星座点只能分布在半径相同的圆周上。当星座点较多时,星座点之间的最小距离就会很密,非常容易受到噪声干扰的影响。调制技术的可靠性可由相邻星座点之间的最小距离来衡量,最小距离越大,抵抗噪声等干扰的能力越强,当然前提是信号的平均功率相同。当噪声等干扰的幅度小于最小距离的1/2时,解调器不会错判,即不会传输误码;当噪声等干扰的幅度大于最小距离的1/2时,将传输误码。因此PSK一般只用在8PSK以下,常用的是BIT/SK和QPSK。当星座点进一步增加时,即需要更高的频带利用率时,就要采用QAM调制。在PSK中I信号和Q信号互相不独立,为了得到恒定的包络信号,它们的数值是受到限制的,这是PSK信号的基本特性。如果去掉这一限制,就得到正交幅度调制QAM。作为一个特例,当每个正交信号只有两个数值时,QAM与4-PSK完全相同。当M>4时QAM的信号星座呈正方形分布,而不再像PSK那样沿着一个固定的圆周分布。
图3-34  16QAM调制器框图及星座图
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8008】

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