正交幅度调制序列设计和分析

在通信领域频率资源越来越紧张的背景下, 正交幅度调制(QAM)由于具有很高的频谱利用率被许多标准采用, 本项目主要研究在CDMA 和OFDM 系统中使用正交幅度调制(QAM)的序列设计和分析. 在OFDM 系统中, 一方面构造QAM Golay 序列对, 另一方面从4 元Golay 序列和其他具有低峰均比的4 元PSK 序列集等多种途径, 以计算机搜索和模拟为手段，以概率论为方法分析QAM 序列的峰均比分布, 以代数组合学为工具构造具有高码率，低峰均比, 并易于实现的QAM 序列集. 在CDMA 系统中, 以指数和估计为方法，构造了若干个具有低相关性和多相序列集。本课题接受论文5篇，已经发表4篇，都被SCI收录。

在通信领域频率资源越来越紧张的背景下, 正交幅度调制(QAM)由于具有很高的频谱利用率被许多标准采用, 本项目主要研究在CDMA和OFDM系统中使用正交幅度调制(QAM)的序列设计和分析. 在OFDM系统中, 一方面构造QAM Golay序列对, 另一方面从4元Golay序列和其他具有低峰均比的4元PSK序列集等多种途径, 以计算机搜索和模拟为手段，以概率论为方法分析QAM序列的峰均比分布, 以代数组合学为工具构造具有高码率，低峰均比, 并易于实现的QAM序列集. 在CDMA系统中, 初步探索和建立QAM星座图上序列的评价体系，对具有低相关性的QAM 序列集进行存在性和构造性研究

用数字序列调制脉冲载波的幅度。可得到脉冲幅度调制信号PAM（Pulse Amplitude Modulation ）。是属于数字脉冲调制的一种，其他两种是：PPM（Pulse Position Modulation），调制脉冲载波的位置；PWM（Pulse Width Modulation），调制脉冲载波的宽度。

PAM调制即是脉冲幅度调制。所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由脉冲激脉冲组成的，根据抽样定理，就可以把信号复原，就是脉冲振幅调制的原理。用调制信号控制脉冲序列的幅度，使脉冲幅度在其平均值上下随调制信号的瞬时值变化。

• 调制

• 频率偏移调制

• 正交幅度调制

QPSK-OQPSK

上文中关于描绘正交相移键控机制的概况图同时还描绘了QPSK的另一种形式，称为偏置正交相移键控（OQPSK）或正交QPSK（Orthogonal QOSK）。它与QPSK的区别是在Q流中引入一个比特时间的时延，结果得到如下信号

OQPSK是在QPSK基础上发展起来的一种恒包络数字调制技术。 恒包络技术是指已调波的包络保持为恒定，它与多进制调制是从不同的两个角度来考虑调制技术的。恒包络技术所产生的已调波经过发送带限后，当通过非线性部件 时，只产生很小的频谱扩展。这种形式的已调波具有两个主要特点，其一是包络恒定或起伏很小；其二是已调波频谱具有高频快速滚降特性，或者说已调波旁瓣很 小，甚至几乎没有旁瓣。采用这种技术已实现了多种调制方式。OQPSK信号，它的频带利用率较高，理论值达1b/s/Hz。在QPSK中，当码组0011 或0110时，产生180°的载波相位跳变。这种相位跳变引起包络起伏，当通过非线性部件后，使已经滤除的带外分量又被恢复出来，导致频谱扩展，增加对相邻波道的干扰。为了消除180°的相位跳变，在QPSK基础上提出了OQPSK。

一个已调波的频谱特性与其相位路径有着密切的关系，因此，为了控制已调波的频率特性，必须控制它的相位特性。恒包络调制技术的发展正是始终围绕着进一步改善已调波的相位路径这一中心进行的。

OQPSK也称为偏移四相相移键控，是QPSK的改进型。它与QPSK有同样的相位关系，也是把输入码流分成两路，然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。由于两支路码元半周期的偏移，每次只有一路可能发生极性翻转，不会发生两支路码元极性同时翻转的现象。因此，OQPSK信号相位只能跳变0°、±90°，不会出现180°的相位跳变。

观察到在任何时间一对比特中只有只有一个比特可以改变符号，因此叠加后信号的相位变化有缘不会超过90°（π/2）。这就是一个优势，因为调相器物理上的局限性使它很难在高速工作时完成大相位的变化。当传输信道（发送器和接收器）中有强非线性元件时，OQPSK还是能提供较好的性能。非线性的影响是信号带宽的扩散，这可能会导致对相邻信号的干扰。如果相位变化不大，这种信号带宽的扩散也比较容易控制，所以说OQPSK比QPSK更具优势。