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浅谈QAM编码数字制式
来源: | 作者:pmodb6c5f | 发布时间: 2012-03-26 | 984 次浏览 | 分享到:
QAM是一种矢量调制,将输入比特先映射(普通采用格雷码)到一个复平面(星座)上,构成复数调制符号,然后将符号的I、Q重量(对应复平面的实部和虚部,也就是程度和垂直偏向)采用幅度调制,辨别对应调制在互相正交(时域正交)的两个载波(cos wt和sin wt)上。如许与幅度调制(AM)比拟,其频谱应用率将进步1倍。
QAM数字调制器作为DVB系统的前端设备,接纳来自编码器、复用器、DVB网关、视频效劳器等设备的TS流,进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制,输出的射频旌旗灯号可以直接在有线电视网上传送,还也可依据需求选择中频输出。它以其灵敏的装备和优胜的功能目标,普遍的使用于数字有线电视传输范畴和数字MMDS系统。  QAM调制技能  在QAM(正交幅度调制)中,数据旌旗灯号由互相正交的两个载波的幅度转变透露表现。模仿旌旗灯号的相位调制和数字旌旗灯号的PSK(相移键控)可以被以为是幅度不变、仅有相位转变的非凡的正交幅度调制。因而,模仿旌旗灯号频率调制和数字旌旗灯号的FSK(频移键控)也可以被以为是QAM的特例,由于它们实质上就是相位调制。这里首要评论数字旌旗灯号的QAM,固然模仿旌旗灯号QAM也有良多使用,例如NTSC和PAL制式的电视系统就应用正交的载波传输分歧的颜色重量。

有关PSK和FSK方面的常识在本系列丛书《收集工程师必读——收集工程根底》一书中有具体引见,拜见即可。

QAM是一种矢量调制,将输入比特先映射(普通采用格雷码)到一个复平面(星座)上,构成复数调制符号,然后将符号的I、Q重量(对应复平面的实部和虚部,也就是程度和垂直偏向)采用幅度调制,辨别对应调制在互相正交(时域正交)的两个载波(cos wt和sin wt)上。如许与幅度调制(AM)比拟,其频谱应用率将进步1倍。QAM是幅度、相位结合调制的技能,它还应用了载波的幅度和相位来传递信息比特,因而在最小间隔一样的前提下可完成更高的频带应用率,当前QAM最高已到达1 024-QAM(1 024个样点)。样点数量越多,其传输效率越高,例如具有16个样点的16-QAM旌旗灯号,每个样点透露表现一种矢量形态,16-QAM有16态,每4位二进制数规则了16态中的一态,16-QAM中规则了16种载波和相位的组合,16-QAM的每个符号和周期传送4比特。  QAM调制器的道理是发送数据在比特/符号编码器(也就是串–并转换器)内被分红两路,各为本来两路旌旗灯号的1/2,然后辨别与一对正交调制重量相乘,乞降后输出。接纳端完成相反进程,正交解调出两个相反码流,平衡器赔偿由信道惹起的掉真,判决器辨认复数旌旗灯号并映射回本来的二进制旌旗灯号。如图4-2所示的是16-QAM的调制道理图。作为调制旌旗灯号的输入二进制数据流经由串–并变换后酿成四路并行数据流。这四路数据两两连系,辨别进入两个电平转换器,转换成两路4电平数据。例如,00转换成-3,01转换成-1,10转换成1,11转换成3。这两路4电平数据g1(t)和g2(t)辨别对载波cos2πfct和sin2πfct进行调制,然后相加,即可获得16-QAM旌旗灯号。

相似于其他数字调制方法,QAM发射的旌旗灯号集可以用星座图便利地透露表现,星座图上每一个星座点对应发射旌旗灯号集中的那一点。星座点常常采用程度和垂直偏向等间距的正方网格装备,当然也有其他的装备方法。数字通讯中数据常采用二进制数透露表现,这种状况下星座点的个数普通是2的幂。经常见的QAM方式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等。星座点数越多,每个符号能传输的信息量就越大。然则,假如在星座图的均匀能量坚持不变的状况下添加星座点,会使星座点之间的间隔变小,进而招致误码率上升。因而高阶星座图的牢靠性比低阶要差。

采用QAM调制技能,信道带宽至少要等于码元速度,为了准时恢复,还需求别的的带宽,普通要添加15%左右。与其他调制技能比拟,QAM编码具有能充沛应用带宽、抗噪声才能强等长处。但QAM调制技能用于ADSL的首要问题是若何顺应分歧德律风线路之间较大的功能差别。要获得较为幻想的任务特征,QAM接纳器需求一个和发送端具有一样的频谱和响应特征的输入旌旗灯号用于解码,QAM接纳器应用自顺应平衡器来赔偿传输进程中旌旗灯号发生的掉真,因而采用QAM的ADSL系统的复杂性来自于它的自顺应平衡器。

当对数据传输速度的要求高过8-PSK能供应的上限时,普通采用QAM的调制方法。由于QAM的星座点比PSK的星座点更涣散,星座点之间的间隔因而更大,所以能供应更好的传输功能。然则QAM星座点的幅度不是完全一样的,所以它的解调器需求能还准确检测相位和幅度,不像PSK解调只需求检测相位,这添加了QAM解调器的复杂性。

作者:ken
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