QAM原理與算法的交流稿.ppt

16QAM原理與算法,一、內(nèi)容介紹 16QAM簡介 DSP介紹 16QAM原理圖與星座圖,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,QAM是英文Quadrature Amplitude Modulation的縮略語簡稱，意為正交幅度調(diào)制，是一種數(shù)字調(diào)制方式。16QAM是指包含16種符號的QAM調(diào)制方式。,信號調(diào)制的方式有：BPSK、GMSK、QPSK、8PSK、16QAM、32QAM等，伴隨著每一種調(diào)制方式的出現(xiàn)，其目的都是為了提高碼元速率，常用的控制方式有兩種：1、相移鍵控；2、調(diào)幅正交鍵控。,16QAM原理與算法,DSP（digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。,16QAM原理與算法,數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM是兩路4ASK信號的疊加 其演變方式可以有以下兩種： 1）、正交調(diào)幅法，由兩路正交的4電平振幅鍵控信號疊加而成； 2）、復(fù)合相移法，由兩路獨立的4相位移相鍵控信號疊加而成。 16QAM是兩路4ASK信號的疊加，可采用串/并變換器將速率為Rb的二進制碼元序列分為兩路；根據(jù)公式換算：Rs=Rb/10log（2）16，可以得出指數(shù)值為4，即二進制位數(shù)采用4個位長進行組合，每個組合分別映射在一個相位上，對應(yīng)位置為360/8。,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM調(diào)制原理 QAM正交振幅調(diào)制是用兩個獨立的信號分別去調(diào)制同相與正交兩個載波,QAM已調(diào)信號可以表示為: I（t）=Sin（）t+ Cos（）t。 Q（t）同理 式中 和 是承載信息的正交載波的信號幅度, 是信號脈沖. 16QAM Modem 發(fā)送端經(jīng)過16QAM映射得到I、Q兩路信號,送到脈沖成形濾波器限制發(fā)送信號的帶寬,并有效的消除符號間干擾.,16QAM調(diào)制與算法,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,二、調(diào)制與運算 位長與映射 Bit位運算,16QAM原理與算法,若截取長度為輸入信號元寬度的4倍（當輸入信號為“0”時，系統(tǒng)的輸出波形是“0000”）。 如果可求出0000到1111之間時間段的波形疊加值，依次輸出，就可以得到輸入信號的成形波形。若在此段內(nèi)抽樣8點，則每個樣點經(jīng)過16QAM調(diào)制后，則有16個可能值，這個值應(yīng)該是包括了正交振幅的處理；共有1 6 x 8=128個數(shù)據(jù)。將這128個數(shù)據(jù)存入查找表中，這一步我理解的可能是在DSP中完成處理；用連續(xù)四個輸入信號進行尋址，就可以不必計算二進制乘法，從而提高系統(tǒng)的運算速度。 SSR是一個四位移位寄存器，數(shù)據(jù)串行輸入，并行輸出，初始狀態(tài)預(yù)置為“0000”，每一時鐘信號讀入一位數(shù)據(jù)，同時串行移位；計數(shù)器為3位，每次時鐘從000計數(shù)至111；ROM的寬度為7位，存儲128個數(shù)據(jù)，對應(yīng)各個樣點的數(shù)值，每次時鐘到來時，輸出8個10比特寬的數(shù)據(jù)。 （ 這個不是很理解。）,16QAM原理與算法,下面以四電平的16QAM為例介紹如何對多電平基帶信號進行判決并恢復(fù)出二進制碼。 1、四電平自然碼邏輯 將四進制的值、自然碼及按判決結(jié)果列在表1中。 表1：,16QAM原理與算法,從FEC前向糾錯編碼，用一個簡單的D/A轉(zhuǎn)換器將一對符號比特轉(zhuǎn)換成四電平信號，送入平衡調(diào)制器另一端輸入RF或IF載波。用類似的方法將另一對符號比特轉(zhuǎn)換成四電平信號，用與前述正交的平衡調(diào)制器調(diào)制（即載波相位移 ）。兩個平衡調(diào)制器的輸出合成16QAM信號，以載波（或中頻）為中心。輸出的信號將被補差成實際傳輸頻率。,16QAM原理與算法,在接收機中，采用的是正交相干解調(diào)，它也是由兩個平衡調(diào)制器組成，本地震蕩器產(chǎn)生的兩個相互正交的本地載波（一個載波由另一個載波移相而得）送給平衡調(diào)制器，同時本地震蕩器必須與發(fā)射機的原載波鎖相，它的相位由復(fù)雜的鎖相環(huán)從數(shù)據(jù)中恢復(fù)。平衡調(diào)制器輸出的不是方波，而是四電平調(diào)制的方波，呈弧型，這是因為頻道帶寬限制的濾波結(jié)果。這樣，同相信號和正交信號（兩者均為四電平信號）經(jīng)判決重新還原成兩路2比特的數(shù)字形式，經(jīng)多工處理得到原來的數(shù)據(jù)流。,16QAM原理與算法,五、結(jié)束語 16QAM是數(shù)字正交調(diào)幅的一種典型速率高配的技術(shù)，可使用較低的傳輸功率，獲得更高的頻譜利用率，降低誤碼率，在接收機的到達相位上，演算成一個高速率的調(diào)制方式；假設(shè)一組數(shù)據(jù)流，在不同調(diào)制下，則產(chǎn)生不同的碼元序列串/并輸出；調(diào)制的幅度、相位映射數(shù)目，同碼速率呈正比關(guān)系演算。 一個BPSK映射數(shù)為2（即：0、1），一個16QAM則是16（由00001111），DSP處理的幅度及相位能力愈強，接收端表現(xiàn)出的碼