連續(xù)相位QAM調(diào)制技術(shù)及其FPGA實(shí)現(xiàn)

3 連續(xù)相位QAM解調(diào)原理
普通QAM的解調(diào)過程如圖4所示，引入連續(xù)化相位技術(shù)后，解調(diào)過程沒有大的改變，如上文所述，在采用連續(xù)相位QAM調(diào)制時，每一個碼元主要區(qū)間的相位仍是與普通QAM調(diào)制相一致的，以反映出相位的變化，不同之處僅僅體現(xiàn)在過渡區(qū)內(nèi)，因此解調(diào)時只要在通過低通濾波器后進(jìn)行抽樣時，把抽樣值點(diǎn)落在每一個碼元的主要區(qū)間，特別是選在碼元的中間部分時，所得的結(jié)果就與普通QAM解調(diào)后的結(jié)果一致。圖5(a)、(b)分別是普通16QAM和連續(xù)相位16QAM解調(diào)后同向支路的波形圖，圖6(a)、(b)是兩者解調(diào)后正交支路的波形，圖6中虛線是經(jīng)過低通濾波后的波形。比較兩種情況下的波形可以看出，連續(xù)相位QAM和普通QAM解調(diào)后波形的區(qū)別僅在相位改變的過渡區(qū)內(nèi)，主要區(qū)間仍然保持一致。經(jīng)過低通濾波后的波形則幾乎一致，這對判決十分有利。

由于解調(diào)過程沒有改變，所以仍可采用普通的QAM解調(diào)器，無需另外專門設(shè)計(jì)解調(diào)器。

4 仿真結(jié)果
為了研究連續(xù)相位技術(shù)對QAM調(diào)制性能的影響，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行了模擬仿真實(shí)驗(yàn)。圖7是普通16QAM調(diào)制和連續(xù)相位16QAM調(diào)制的頻譜對比圖(過渡區(qū)寬度選為1／4個碼元周期)。圖中橫軸表示歸一化頻差(f一fc)Tb，縱軸表示功率譜密度。圖7中虛線表示普通QAM調(diào)制的單邊功率譜，實(shí)線表示連續(xù)相位QAM調(diào)制的單邊功率譜。對比圖中各諧波分量，除主峰和第l諧波峰不變外，第2、3、4峰分別下降了1．27dB、8．19dB和15．7dB，從第5峰開始均下降20dB以上；從整體上比較，兩者的平均功率在2：1左右。由于有用信息主要存在于主峰及其附近區(qū)域，現(xiàn)在主峰和第1諧波峰與普通QAM調(diào)制時一樣，這就說明相位連續(xù)技術(shù)在壓縮頻帶的同時，有用信息不會因此而丟失。

由于在過渡區(qū)依據(jù)連續(xù)函數(shù)S(t)進(jìn)行變化，所以經(jīng)過相位連續(xù)化處理后的信號相對于普通QAM調(diào)制信號在波形上存在一定程度的“失真”。為了確定這種改變對QAM調(diào)制傳送信息數(shù)據(jù)可靠性的影響，利用蒙特卡羅仿真方法產(chǎn)生了連續(xù)相位QAM調(diào)制在高斯噪聲信道下的誤碼率曲線，如圖8中點(diǎn)線所示。為了便于對比，圖8中還繪出了在同樣條件下普通QAM調(diào)制的誤碼率仿真曲線(如圖中帶*線所示)。對比兩條曲線可以看出，在低信噪比時，連續(xù)相位QAM的誤碼性能要略差于普通QAM，但相差很??；在高信噪比時，兩條曲線幾乎重合。這是由于僅在過渡區(qū)對QAM調(diào)制進(jìn)行連續(xù)化處理，碼元的主要區(qū)間內(nèi)相位沒有受影響，而在解調(diào)時，判決又選擇碼元的主要區(qū)間，所以采用連續(xù)相位技術(shù)后QAM調(diào)制的抗噪性能與普通QAM調(diào)制幾乎一致。