连续相位QAM调制原理
连续相位QAM调制原理
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但经过细致的剖析，我们发现QAM调制技术依然存在相位跳变现象较为频繁的问题，这种跳变会导致较大的谐波成分出现。因此，在确保QAM调制所需相位分辨能力的前提下，若能尽量降低或消除这种相位跳变，便能显著减少谐波成分，进而有效提升频谱的使用效率，同时也不会对QAM的解调效果造成不良影响。文献中阐述了针对QPSK调制的相位连续化策略，本研究在此基础上，采纳了这一策略，并发展了连续相位QAM调制技术，同时，针对QAM调制的特性，在电路设计阶段进行了相应的优化。
2 连续相位QAM调制原理
QAM调制原理如图1所示。QAM调制的表达式一般可表示为
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在此等式中，Am等于dm乘以A，Bm等于em乘以A，其中A代表一个恒定的振幅值，而(dm，em)这两个值则是根据输入数据来确定的。
利用三角函数关系对(1)式进行变换可得
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其中
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Cm和θm分别表示在[m-1>T，mT)这一码元区间内，QAM调制信号的幅度值和相位角度。相应地，在紧随其后的[mT连续相位QAM调制原理，m+1>T)码元区间，QAM调制信号的表达式为。
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通过对比(2)式与(4)式，我们可以观察到，在常规的QAM调制过程中，存在一个与θ相关的相位突变现象。这种相位突变的产生，会导致调制信号的谐波成分增加，进而引起频带的扩展。信息主要集中于频谱的高峰区域，而在谐波中则几乎找不到有用信息。因此，为了提升频谱的使用效率，我们可以在不改变每个码元主要区间相位的前提下，对信号中相邻码元之间的过渡区域进行逐点连续的相位调整，直至下一个码元的主要部分。这样，信号相邻码元间的过渡区域内的最大相位差值将接近于零qam调制原理，既确保了QAM调制所需的相位差异，又减少了相位变化时的突变qam调制原理，从而有效降低了谐波成分。
根据以上分析，连续相位QAM调制原理可用如下的公式表示
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其中
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所谓连续化函数，2τ被定义为过渡区的宽度，而将码元的其余部分称作码元的主要部分。之所以我们选择了这种连续性的函数，是因为sin函数的值域在-1到+1之间，并且其曲线非常平缓。因此，S(t)的值域恰好落在[0，1]区间内。由此，我们可以利用公式(5)和(6)确保相位在2τ的过渡区间内完成θ的变化，即从θm到θm+1的转换是在这个过渡区间内逐步实现的。这种变化方式与一般QAM调制的相位突变有所不同。过渡区结束之际，当进入码元的核心阶段，相位已调整至与输入数据匹配的相位值θm+1。这一调整不仅满足了QAM调制中相位转移的需求，还达到了以连续相位变化替代突变的效果。
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图2(a)和(b)分别展示了使用常规QAM和连续相位QAM进行调制的波形图（以16QAM为例，过渡区宽度设定为码元周期的四分之一）。为了便于观察，图中对两个相邻码元的波形进行了截取、叠加并放大，结果呈现于图3中。图中展示的是经过16QAM常规调制的两个相邻码元的波形虚线，观察图3，我们可以发现，从当前码元至下一个码元，波形发生了明显的跳跃；相对而言，连续相位16QAM调制信号的转换线在过渡区域显得较为平缓，这一点可以从图中的实线部分得到体现。过渡区结束之际，一旦步入每个码元的核心区域，连续相位QAM调制的相位便与输入数据所匹配的相位一致。因此，在这一区域，两种调制技术的波形表现完全相同，导致图3中的虚线部分被实线所取代。
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3 连续相位QAM解调原理
图4展示了普通QAM的解调步骤qam调制原理，而引入连续化相位技术后，这一过程并未发生显著变化。正如前文所述，在连续相位QAM调制中，每个码元的主要相位区间与普通QAM保持一致，用以体现相位的变动。差异仅存在于过渡区域。因此，在解调过程中，只需在低通滤波器后的抽样环节，确保抽样值位于每个码元的主要区间，尤其是中间区域，所得结果将与普通QAM解调的结果相同。图5(a)和图5(b)展示了普通16QAM以及连续相位16QAM解调后的同向支路波形图，而图6(a)和图6(b)则描绘了这两种解调方式在正交支路上的波形。在图6中，虚线部分表示经过低通滤波处理后的波形。通过对比这两种情况下的波形，我们可以发现，连续相位QAM与普通QAM在解调后的波形差异主要体现在相位变化的过渡区域，而主要的部分则保持了一致性。经过低通滤波后的波形则几乎一致，这对判决十分有利。
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