学文网[摘 要]在当今的通信领域中，通信信号的种类如过江之鲫，而且软件无线电自身的特点又使得它对信号的调制和解调信号的实现更加困难。但是，各种各样的通信信号从理论角度上讲都可以通过正交调制的方法来实现。本文介绍QAM信号在软件无线电中的调制解调方法和实现调制解调的理论依据及信号的特点。
[关键词]软件无线电；QAM；调制解调
中***分类号：TN915.05；TN791 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0099-01
在新兴的数字调制方式之中，软件无线电应用的最为典型的调制解调信号就是QAM（正交幅度调制解调）。QAM的优点很多，如：抗干扰能力强、能够保持较小的频带占用率、能够充分利用带宽、具有强大的信息传输速率，由于具有以上诸多优点，使得系统效率获比之传统方式明显提高。已经被有线卫星通信、电视网络、数字微波通信等频带资源十分有限的领域泛采用。我们来看一下在软件无线电中实现QAM技术的特点和理论依据。
一、QAM调制实现研究
QAM （正交幅度）调制的一般表达式为：
y（t）=Amcosωt+Bmsinωt，0≤t
其中由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅{Am}，{Bm}所调制，所以称这种调制方式为正交振幅调制。式中，T为码元宽度，m=1，2，…，M。M为Am和Bm的电平数。
QAM中的振幅Am和Bm可以表示成如下形式：
Am=dmA （1-2）
Bm=emA （1-3）
上式中，A是固定的振幅，（dm，em）由输入数据确定。（dm，em）决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点。QAM调制框***见***1-1。
在调制过程中，输入数据经过串并变换后分为两路，分别经过2电平到L电平的变换，形成Am和Bm。为了抑制已调信号的带外辐射，Am和Bm还要经过预调制低通滤波器，才能与载波相乘，最后将两路信号相加就可得到已调QAM输出信号。QAM是同时对载波的幅度和相位联合调制的一种方式，是一种多进制的调制系统，即MQAM。MQAM信号时域表达式可写为：
s（t）=Ang（t-nTs）cos（ωt+n），n=1，2，3…，M （1-4）
调制后要发送的信号信息包含在载波的幅度An和相位n内。
一般常见的MQAM有16QAM、64QAM，对于M=4的4QAM和正交相移键控（QPSK）是完全相同的。对于M大于4的多进制相移键控方式（MPSK），信号点是等间隔均匀分布在一个同心圆周上的，而多进制正交幅度调制（MQAM）中，信号点是均匀的分布在整个平面上的。16PSK和16QAM星座***的比较见***1-2，***中a）为16PSK星座***，***中b）为16QAM星座***。从***中可以看出MQAM中相邻信号的间隔大于MPSK中的信号间隔，即相邻信号之间的干扰小，所以MQAM系统比MPSK系统的抗干扰能力更强。
二、QAM解调实现研究
软件无线电的所有功能部分几乎都用软件来实现，解调也在其范围之中。数字相干解调的方法一般被使用在软件无线电的解调之中。下面简要说明QAM解调的数学过程。
信号表达式：
s（n）= amg（n-m）cos（ωn）+ bmg （n-m）sin（ωn） （2-1）
式中：am，bm=1，2，…M。
QAM解调通过对信号进行正交分解，得到同相分量和正交分量：
同相分量：
XI（n）=amg（n-m） （2-2）
正交分量：
XQ（n）=bmg （n-m） （2-3）
对同相、正交两路信号进行多电平抽样判决，即可恢复并行数据，再经过并串转换后可得所传输原始数据流。
QAM信号解调具体流程见***4-3。
QAM信号解调过程中，在接收端，输入信号与本地恢复的两个正交载波信号相乘后，经过低通滤波，多电平判决，L电平到2电平转换，再经过并串转换就可得到输出数据。
通过上文的分析和介绍，就可以在制作软件无线电的过程中根据数学模型进行软件无线电的程序编写工作，实现软件无线电的调制和解调工作。
参考文献
[1] Walter Tuttlebee. 软件无线电技术与实现[M]. 杨小牛，邹少丞，楼才义，等，译. 北京：电子工业出版社.2004：1-122.
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