連續相位QAM調制技術及其FPGA實現

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

由于解調過程沒有改變，所以仍可采用普通的QAM解調器，無需另外專門設計解調器。

4 仿真結果
為了研究連續相位技術對QAM調制性能的影響，利用計算機進行了模擬仿真實驗。圖7是普通16QAM調制和連續相位16QAM調制的頻譜對比圖(過渡區寬度選為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調制的單邊功率譜，實線表示連續相位QAM調制的單邊功率譜。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域，現在主峰和第1諧波峰與普通QAM調制時一樣，這就說明相位連續技術在壓縮頻帶的同時，有用信息不會因此而丟失。

由于在過渡區依據連續函數S(t)進行變化，所以經過相位連續化處理后的信號相對于普通QAM調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調制傳送信息數據可靠性的影響，利用蒙特卡羅仿真方法產生了連續相位QAM調制在高斯噪聲信道下的誤碼率曲線，如圖8中點線所示。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，連續相位QAM的誤碼性能要略差于普通QAM，但相差很小；在高信噪比時，兩條曲線幾乎重合。這是由于僅在過渡區對QAM調制進行連續化處理，碼元的主要區間內相位沒有受影響，而在解調時，判決又選擇碼元的主要區間，所以采用連續相位技術后QAM調制的抗噪性能與普通QAM調制幾乎一致。