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2 QAM系统的介绍
2.1 正交幅度调制技术
正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）是一种振幅和相位联合键控。虽然MPSK和MDPSK等相移键控的带宽和功率方面都具有优势，即带宽占用小和比特噪声比要求低。
9?/811?/87?/85?/83?/8?/813?/8图1 8PSK信号相位
但是由图1可见，在MPSK体制中，随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元可以表示为：
sk(t)?Akcos(?0t??k) kT?t?(k?1)T式中：k=整数；Ak和?k分别可以取多个离散值。 式（1—1）可以展开为：
（1—1）
sk(t)?Akcos?kcos?0t?Aksin?ksin?0t （1—2）
令Xk = Akcos?k，Yk = -Aksin?k 则式（1—1）变为：
sk(t)?Xkcos?0t?Yksin?0t （1—3）
和XkYk也是可以取多个离散的变量。从式（1—3）看出，sk(t)可以看作是两
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个正交的振幅键控信号之和。
在式（1—1）中，若?k值仅可以取?/4和-?/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如图2所示：
图2 4QAM信号矢量图
所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：
Ak 图3 16QAM信号矢量图
图中用黑点表示每个码元的位置，并且示出它是由两个正交矢量合成的。类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号，如图4、图5所示。它们总称为MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。
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图4 64QAM信号矢量图
图5 256QAM信号矢量图
16QAM信号的产生方法主要有两种。第一种是正交调幅法，即用两路独立的正交4ASK信号叠加，形成16QAM信号，如图6所示。
图6 正交调幅法
第二种方法是复合相移法，它移用两路独立的QPSK信号叠加，形成16QAM信号，如图7所示。图中
AM AM AM
图7 复合相移法
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虚线大圆上的4个大黑点表示一个QPSK信号矢量的位置。在这4个位置上可以叠加上第二个QPSK矢量，后者的位置用虚线小圆上的4个小黑点表示。 2.2 QAM调制解调原理
2.2.1 QAM调制
正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
sin2?fct，每一 正交幅度调制（QAM）信号采用了两个正交载波cos2?fct、个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。发送信号波形如图8所示
um(t)?AmcgT(t)cos2?fct?AmsgT(t)sin2?fct, m?1,2,...,M （1-4）
图8 M=16QAM信号星座图
式中{
Amc}和{
Ams}是电平集合，这些电平是通过将k比特序列映射为信号
振幅而获得的。例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M＝4PAM信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。利用PAM分别调制两个正交载波可得到矩形信号星座。
QAM 可以看成是振幅调制和相位调制的结合。因此发送的QAM信号波形可表示为
umn(t)?AmgT(t)cos(2?fct??n), m?1,2,....,M1, n?1,2,....,M2,（1-5）
k1k2M?2,M?2,那么QAM方法就可以达到以符号速率RB(k1?k2)同12如果
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