Quadrature biên độ điều chế

Chia sẻ: Trần Thị Thoa | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:19

0
319
lượt xem
190
download

Quadrature biên độ điều chế

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

QAM) là cả một tương tự và điều chế ra một mô hình kỹ thuật số. Nó truyền tải thông điệp hai tín hiệu tương tự, hoặc hai dòng chút kỹ thuật số, bằng cách thay đổi (modulating) các amplitudes của hai đợt tàu sân bay, sử dụng biên độshift keying (ASK) Đề án điều chế kỹ thuật số hoặc điều chế biên độ (AM) kiểu điều chế tương tự. Những hai đợt, thường sinusoids, được ra khỏi giai đoạn với nhau bằng 90 ° và được như vậy gọi là tàu sân bay câù phương hay thành phần câù phương do đó tên của chương trình này....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Quadrature biên độ điều chế

  1. Quadrature biên độ điều chế
  2. Khái niệm Quadrature biên độ điều chế(QAM)  QAM) là cả một tương tự và điều chế ra một mô hình kỹ thuật số.  Nó truyền tải thông điệp hai tín hiệu tương tự, hoặc hai dòng chút  kỹ thuật số, bằng cách thay đổi (modulating) các amplitudes của  hai đợt tàu sân bay, sử dụng biên độ­shift keying (ASK) Đề án  điều chế kỹ thuật số hoặc điều chế biên độ (AM) kiểu điều chế  tương tự. Những hai đợt, thường sinusoids, được ra khỏi giai đoạn  với nhau bằng 90 ° và được như vậy gọi là tàu sân bay câu  ̀ phương hay thành phần câu phương ­ do đó tên của chương trình  ̀ này.   Các sóng điều biến được tổng kết, và các dạng sóng kết quả là  một sự kết hợp của cả hai giai đoạn­shift keying (PSK) và biên  độ­shift keying (ASK), hoặc trong trường hợp tương tự của điều  chế pha (PM) và điều chế biên độ. Trong trường hợp QAM kỹ  thuật số, một số hữu hạn ít nhất hai giai đoạn, và ít nhất hai  amplitudes được sử dụng. Modulators PSK thường được thiết kế  sử dụng nguyên tắc QAM, nhưng không được coi là QAM kể từ  khi biên độ của các hãng truyền tín hiệu điều biến là hằng số.    
  3. Digital QAM (kỹ thuật số)  Giống như tất cả các chương trình điều chế, QAM truyền tải dữ liệu  bằng cách thay đổi một số khía cạnh của một tín hiệu tàu sân bay,  hoặc sóng các tàu sân bay, (thường là một sinusoid) để phản ứng lại  một tín hiệu dữ liệu. Trong trường hợp của QAM, biên độ của hai đợt,  90 độ out­of­pha với nhau (trong câu phương) đang thay đổi (điều  ̀ biến hoặc keyed) đại diện cho các tín hiệu dữ liệu. Biên độ  modulating hai tàu sân bay trong câu phương có thể được xem như  ̀ cả hai tương đương biên độ modulating và giai đoạn modulating một  tàu sân bay duy nhất. Giai đoạn điều chế (analog PM) và pha­shift keying (PSK kỹ thuật  số) có thể được coi là một trường hợp đặc biệt của QAM, nơi có độ  lớn của tín hiệu modulating là một hằng, với giai đoạn chỉ khác nhau.  Điều này cũng có thể được mở rộng để điều chế tần số (FM) và tần  số­shift keying (FSK), cho này có thể được coi là một trường hợp đặc  biệt của điều chế pha.    
  4. Analog QAM(tương thích)  Khi truyền tín hiệu của hai modulating chúng với  QAM, các tín hiệu truyền đi sẽ có dạng:  nơi I(t) và Q (t) là những tín hiệu modulating và f0 là  tần số tàu sân bay. Tại nhận, hai modulating tín hiệu có thể được sử  dụng demodulated một demodulator mạch lạc.  Multiplies nhận như một tín hiệu nhận được một  cách riêng biệt với một cô sin và cả tín hiệu sin để  sản xuất các ước tính đã nhận được của tôi (t) và Q  (t) tương ứng. Bởi vì các tài sản orthogonality của  các tín hiệu tàu sân bay, có thể để phát hiện các tín  hiệu modulating một cách độc lập.   Trong trường hợp lý tưởng của I (t) là demodulated  bằng cách nhân tín hiệu truyền đi với một tín hiệu cô  sin: Analog QAM:đo màu PAL thanh tín hiệu trên một màn hình analyser vector.    
  5. Analog QAM(tương thích)  Sử dụng các tiêu chuẩn nhận dạng lượng giác, chúng ta có thể viết nó  như:  Low­pass ri lọc (t) loại bỏ điều khoản tần số cao (có chứa 4πf0t), chỉ để  lại I (t) nhiệm kỳ. Đây là tín hiệu lọc không bị ảnh hưởng bởi Q (t), cho  thấy rằng trong giai đoạn thành phần có thể được nhận độc lập của các  thành phần câu phương. Tương tự như vậy, chúng tôi có thể nhân s (t)  ̀ bởi một làn sóng sin và sau đó thấp vượt qua bộ lọc để trích xuất Q (t).    
  6. Analog QAM(tương thích)  Analog QAM được sử dụng trong các hệ  thống truyền hình NTSC và PAL, nơi mà I­Q­ tín hiệu và thực hiện các thành phần của  Chroma (màu sắc) thông tin. "Tương thích  QAM" hoặc C­quam được sử dụng trong phát  thanh stereo AM đến mang theo các thông tin  khác biệt âm thanh stereo.    
  7. Fourier phân tích của QAM  Trong miền tần số, QAM có một mô hình tương tự quang phổ để  điều chế DSB­SC. Sử dụng các thuộc tính của biến đổi Fourier,  chúng tôi thấy rằng:  trong đó S (f), MI (f) và MQ (f) là biến đổi Fourier (tần số­đại diện  miền) của s (t), I (t) và Q (t), tương ứng.     
  8. Quantized QAM (lượng tử hoá)  Theo đề án điều chế với nhiều kỹ thuật số, các biểu đồ chòm sao là một đại  diện có ích. Trong QAM, các điểm chòm sao thường được bố trí trong một  khung vuông với khoảng cách dọc và ngang bằng nhau, mặc dù các cấu  hình khác là có thể (ví dụ: Cross­QAM).   Từ trong viễn thông kỹ thuật số dữ liệu thường được nhị phân, số lượng các  điểm trong lưới điện thường là một sức mạnh của 2 (2, 4, 8 ...). Kể từ khi  QAM thường là hình vuông, một vài trong số này là rất hiếm­những hình  thức phổ biến nhất là 16­QAM, 64­QAM, 128­QAM và 256­QAM. Bằng cách  di chuyển đến một chòm sao để cao hơn, có thể truyền bit thêm cho mỗi  biểu tượng. Tuy nhiên, nếu năng lượng có nghĩa là các chòm sao là vẫn như  cũ (bằng cách làm một so sánh công bằng), những điểm phải được gần gũi  hơn với nhau và vì vậy dễ bị nhiễu và tham nhũng khác; này kết quả trong  một tỷ lệ lỗi cao hơn chút và do đó bậc cao QAM có thể cung cấp nhiều dữ  liệu hơn ít tin cậy hơn thấp­QAM trật tự, cho năng lượng liên tục có nghĩa là  chòm sao   64­QAM và 256­QAM thường được sử dụng trong truyền hình cáp kỹ thuật số và  các ứng dụng modem cáp     
  9. Transmitter (máy phát)  Những hình ảnh sau đây cho thấy cấu trúc lý tưởng của một truyền QAM,  với một tần số f0 tàu sân bay và đáp ứng tần số của Ht lọc của truyền:   Trước tiên dòng chảy của các bit được truyền đi được chia thành hai phần  bằng nhau: quá trình này tạo ra hai tín hiệu độc lập sẽ được truyền đi.  Chúng được mã hoá riêng biệt giống như họ đã ở biên độ một­shift keying  (ASK) modulator. Sau đó, một trong những kênh ( "một giai đoạn") là nhân  với một cô sin, trong khi các kênh khác (trong "câu phương") là một nhân  ̀ sin. Bằng cách này có một giai đoạn 90 ° giữa chúng. Họ chỉ đơn giản là  thêm một đến khác và được gửi qua các kênh thực.    
  10. Transmitter  Gửi tín hiệu có thể được bày tỏ trong mẫu:  nơi vc [n] và vs [n] là các hiệu điện thế áp dụng để đáp ứng với  các biểu tượng thứ n cho cô sin và sóng sin tương ứng.     
  11. Receiver (Nhận)  Nhận chỉ cần thực hiện quá trình ngược của truyền này. Lý tưởng cấu  trúc của nó được hiển thị trong hình dưới đây với các Hr nhận được  phản ứng tần số của bộ lọc:  Nhân với một cô sin (hoặc một sin) và do một thấp vượt qua bộ lọc có  thể trích xuất các thành phần trong giai đoạn (hoặc trong câu phương).  ̀ Sau đó, chỉ có một demodulator ASK và hai dòng chảy của các dữ liệu  được sáp nhập trở lại.    
  12. Quantized QAM (hiệu suất)  Các định nghĩa sau đây là cần thiết trong việc xác định tỷ giá lỗi: * M = Số ký hiệu trong điều chế chòm sao * Eb = năng lượng cho mỗi bit * Es = năng lượng cho mỗi biểu tượng = KEB với bit k mỗi biểu tượng * N0 = ồn mật độ điện quang phổ (W / Hz) * Pb = xác suất của bit­lỗi * PBC = xác suất của bit­lỗi trên tàu sân bay * Ps = xác suất của các biểu tượng­lỗi * PSC = xác suất của các biểu tượng­lỗi trên tàu sân bay    
  13. Quantized QAM (hiệu suất)  Q (x) là liên quan đến các chức năng bổ sung lỗi Gaussian bởi:    , mà là khả năng mà x sẽ được theo đuôi của PDF Gaussian vô  cực theo hướng tích cực. Tỷ lệ lỗi trích dẫn ở đây là những phụ gia trong tiếng ồn trắng  Gauss (AWGN). Nơi tọa độ cho các chòm sao được cho điểm trong bài viết này,  xin lưu ý rằng họ đại diện cho một chòm sao không bình thường  hóa. Tức là, nếu một cụ thể có nghĩa là năng lượng trung bình  được yêu cầu (ví dụ như đơn vị năng lượng trung bình), các chòm  sao sẽ cần phải được tuyến tính thu nhỏ lại.     
  14. Chữ nhật QAM   QAM chòm sao có hình chữ nhật, nói  chung, phụ tối ưu theo nghĩa là họ  không tối đa không gian các điểm chòm  sao cho một năng lượng nhất định. Tuy  nhiên, họ có lợi thế đáng kể rằng chúng  có thể dễ dàng lây truyền qua đường là  hai điều chế biên độ xung (PAM) tín  hiệu trên tàu sân bay câu phương, và  ̀ có thể dễ dàng demodulated. Các  chòm sao không vuông, xử lý bên dưới,  đạt được chút nhẹ hơn tỷ lệ lỗi (BER)  nhưng kho nga     và demodulate. Chòm sao cho sơ đồ hình chữ nhật  16­QAM.    
  15. Chữ nhật QAM  Các hình chữ nhật đầu tiên của chòm sao QAM thường gặp phải là  16­QAM, các biểu đồ chòm sao mà được hiển thị ở đây. Một Gray­bit  mã hoá chuyển nhượng cũng được. Lý do là 16­QAM thường là đầu  tiên là một việc xem xét ngắn cho thấy rằng 2­QAM và 4­QAM đang  trong giai đoạn thực tế nhị phân­shift keying (BPSK) và giai đoạn câu  ̀ phương­shift keying (QPSK), tương ứng. Ngoài ra, các lỗi tỷ lệ thực  hiện 8­QAM gần đó của 16­QAM (chỉ khoảng 0,5 dB tốt hơn [sửa]),  nhưng tỷ lệ dữ liệu của nó chỉ là ba phầntư là của 16­QAM. Biểu hiện cho các biểu tượng­lỗi tỷ lệ hình chữ nhật QAM không khó  để lấy được, nhưng sản lượng khá khó chịu ngữ. Đối với một số thậm  chí cả các bit trên một biểu tượng, k, biểu hiện chính xác có sẵn. Họ  là một cách dễ dàng nhất bày tỏ trong một ý nghĩa cho mỗi tàu sân  bay:    
  16. Chữ nhật QAM  v ì v ậy:  Bit­lỗi tỷ lệ phụ thuộc vào biểu tượng để lập bản đồ bit, nhưng cho  và một xám  mã hoá chuyển nhượng ­ để chúng tôi có thể giả định mỗi lỗi biểu tượng nguyên  nhân chỉ có một lỗi bit ­ bit­lỗi tỷ lệ là khoảng  Kể từ khi các tàu sân bay là độc lập, các bit rate lỗi tổng thể là giống như mỗi tàu  sân bay tỷ lệ lỗi, giống như BPSK và QPSK.    
  17. Odd­k QAM   Cho k lẻ, chẳng hạn như 8­QAM k (= 3) là khó khăn hơn để có được  biểu tượng­tỷ giá lỗi, nhưng là một ràng buộc chặt phía trên là: Hai chữ nhật 8­chòm sao QAM được hiển thị dưới đây mà không cần  tập bit. Những cả hai đều có cùng một khoảng cách tối thiểu giữa các  điểm biểu tượng, và do đó các biểu tượng cùng một tỷ lệ lỗi (đến một  xấp xỉ đầu tiên). Bit chính xác tỷ lệ lỗi, Pb sẽ phụ thuộc vào bit­chuyển nhượng. Lưu ý rằng không phải của chòm sao này được sử dụng trong thực tế,  như là không phải hình chữ nhật phiên bản của 8­QAM được tối ưu.     
  18. Odd­k QAM Chòm sao sơ đồ cho hình chữ nhật Thay thế chòm sao sơ đồ cho hcn 8-QAM 8-QAM    
  19. Không phải hình chữ nhật QAM  Chòm sao sơ đồ cho tròn 8-QAM. Chòm sao sơ đồ cho Thông tư    
Đồng bộ tài khoản