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STB 应用手册术语 1 -QAM,PSK,星座图

已有 5305 次阅读| 2008-2-22 10:53 |个人分类:STB Research

1. QAM 正交幅度调制
【原理】发送数据在比特/符号编码器(也就是串–并转换器)内被分成两路,各为原来两路信号的1/2,然后分别与一对正交调制分量相乘,求和后输出。接收端完成相反过程,正交解调出两个相反码流,均衡器补偿由信道引起的失真,判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号
【表示】星座图
每一个星座点对应发射信号集中的那一点。星座点经常采用水平和垂直方向等间距的正方网格配置,当然也有其他的配置方式。数字通信中数据常采用二进制数表 示,这种情况下星座点的个数一般是2的幂。常见的QAM形式有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。但是,如果在星座图的平均能量保持不变的情况下增加星座点,会使星座点之间的距离变小,进而导致误码率上升。因此高阶星座图的可靠性比低阶要差。
【要求和使用】
采用QAM调制技术,信道带宽至少要等于码元速率,为了定时恢复,还需要另外的带宽,一般要增加15%左右。与其他调制技术相比,QAM编码具有能充分利 用带宽、抗噪声能力强等优点。但QAM调制技术用于ADSL的主要问题是如何适应不同电话线路之间较大的性能差异。要取得较为理想的工作特性,QAM接收 器需要一个和发送端具有相同的频谱和相应特性的输入信号用于解码,QAM接收器利用自适应均衡器来补偿传输过程中信号产生的失真,因此采用QAM的 ADSL系统的复杂性来自于它的自适应均衡器。
当对数据传输速率的要求高过8-PSK能提供的上限时,一般采用QAM的调制方式。因为QAM的星座点比PSK的星座点更分散,所以能提供更好的传输性能。但是QAM星座点的幅度不是完全相同的,所以它的解调器需要能同时正确检测相位和幅度,不像PSK解调只需要检测相位,这 增加了QAM解调器的复杂性

2.PsK
中文解释:相移键控
常用别名:phase-shift keying
概  述
在某些调制解调器中用于数据传输的调制系统,在最简单的方式中,二进制调制信号产生0和1。载波相位来 表示信号占和空或者二进制1和O。对于有线线路上较高的数据传输速率,可能发生4个或8个不同的相移,系统要求在接收机上有精确和稳定的参考相位来分辨所 使用的各种相位。利用不同的连续的相移键控,这个参考相位被按照相位改变而进行的编码数据所取代,并且通过将相位与前面的位进行比较来检测。
Phase-shift keying (PSK) is a digital modulation scheme that conveys data by changing, or modulating, the phase of a reference signal (the carrier wave).

Any digital modulation scheme uses a number of distinct signals to represent digital data. In the case of PSK, a finite number of phases are used. Each of these phases is assigned a unique pattern of binary bits. Usually, each phase encodes an equal number of bits. Each pattern of bits forms the symbol that is represented by the particular phase. The demodulator, which is designed specifically for the symbol-set used by the modulator, determines the phase of the received signal and maps it back to the symbol it represents, thus recovering the original data. This requires the receiver to be able to compare the phase of the received signal to a reference signal — such a system is termed coherent.

Alternatively, instead of using the bit patterns to set the phase of the wave, it can instead be used to change it by a specified amount. The demodulator then determines the changes in the phase of the received signal rather than the phase itself. Since this depends on the difference between successive phases, it is termed differential phase-shift keying (DPSK). DPSK can be significantly simpler to implement than ordinary PSK since there is no need for the demodulator to have a copy of the reference signal to determine the exact phase of the received signal (it is a non-coherent scheme). In exchange, it produces more erroneous demodulations. The exact requirements of the particular scenario under consideration determine which scheme is used.

qpsk
四相相移键控信号简称“QPSK”。它分为绝对相移和相对相移两种。由于绝对移相方式存在相位模糊问题,所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK。它具有一系列独特的优点,目前已经广泛应用于无线通信中,成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。

3.星座图
每个星座点在星座图中都有一个判定边界,如果信号落进边界内,表示收到正确的数据;如果因为噪声或其它干扰而落在相邻区域表示数据错误。因为星座点在星座图上的位置依赖于载波的幅度和相位,所以幅度与相位的噪声将对群集上的位置有影响。幅度噪声将改变原来的距离,相位噪声将改变旋转位置。其它类型的噪声和干扰将影响各个方向的符号。通过在测试仪器上分析星座图的形状及分布等特点能够告诉反映出信号的良好度和存在的问题。
1、良好的星座图。在测试仪器上星座点被很合理的定义和定位在正方形内,表明良好的增益,相噪及调制差错比。
2、显著噪声的星座图。星座点的伸展表明高噪声和很可能的显著错误。
3、旋转型星座图。在星座图上出现旋转末端的显示表明严重的相位噪声。相噪可能是由下/上变频器造成的。
4、星座点环绕形星座图。如果星座点呈环状,表明网络存在相干干扰。
5、孤立点星座图。星座图上出现孤立远离主簇的点表明干扰是周期性的。
引起周期性干扰可能的因素如下:激光剪裁:由于模拟同步脉冲的排队造成激光的偶尔过载;松散的连接:被破坏或松散的连接;扫描系统干扰:来自扫描系统的扫描脉冲设置了空谱扫描;颤噪效应:头端设备的数字抖动能够造成周期性错误。
6、压缩形星座图。在星座图上,若外部的点被拉进中心而中间的点不受影响,则有增益压缩。增益压缩可能是由IF和RF放大器,上/下变频器等造成的。





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