QPSK與QAM的區(qū)別

通信基礎(chǔ)數(shù)字信號的傳輸一、基帶傳輸系統(tǒng) 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信道編碼器輸出的代碼還需經(jīng)過碼型變換，變?yōu)檫m于傳輸?shù)拇a型。常用的基帶傳輸碼主要有以下幾種：1、雙極性不歸零碼；2、單極性不歸零碼；3、雙極性歸零碼；4、單極性歸零碼；5、曼徹撕特碼。這里的所謂雙極性是指用正脈沖和負脈沖分別代表數(shù)字信號1和0；所謂單極性是指用正脈沖和零分別代表數(shù)字信號1和0；所謂不歸零是代表第一個碼元的脈沖過后緊接著是代表第二個碼元的脈沖，兩者之間沒有時間間隔，即所謂歸零。曼徹撕特碼是以半個符號寬的先正后負（1、0）的脈沖代表數(shù)字信號1，而以半個符號的先負后正的脈沖（0、1）代表數(shù)字信號0，如圖D-1所示。雙極性不歸零碼中，如果0和1出現(xiàn)的概率相同，正負電壓正好抵消無直流分量，因而對傳輸有利且有較強的抗干擾能力。 在基帶傳送系統(tǒng)中，通常采用多路復用技術(shù)，多路復用是將來自不同信息源的各路信息按某種方式合并為一路，通過同一信道傳送給接收端，接收端再按相應方式分離出各路信號送給不同的用戶。多路復用的方式有：1、頻分復用；2、時分復用；3、碼分復用；4、波分復用；5、時間壓縮復用等。在數(shù)字通信中則更多地使用時分復用技術(shù)，所謂時分復用是將各路信號利用同一信道的不同時隙來進行通信，因為時分復用傳輸時各路信號不在同一時間上傳送，不容易產(chǎn)生交調(diào)和互調(diào)失真，所以時分復用系統(tǒng)的非線性失真指標要求不高。 在時分復用系統(tǒng)中要使用兩個主要器件：一是復接器，它的功能是把幾路信號按時分復用的原理合成為一個合路數(shù)字信號。另一個是分接器，它與復接器功能相反，是把合路信號還原為幾個支路的數(shù)字信號。把復接器和分接器裝在一起稱為數(shù)字復接設(shè)備。數(shù)字復接必須解決兩個問題：一個是同步，一個是復接。同步由定時系統(tǒng)和碼速調(diào)節(jié)單元組成，定時系統(tǒng)的內(nèi)部時鐘給復接器提供時間基準信號，碼速調(diào)整單元是把碼速不同的各支路調(diào)整成與復接器定時信號完成同步的數(shù)字信號，復接則是完成復接任務，把各支路信號匯接成一路信號。 數(shù)字基帶信號都是矩形波，由于矩形波脈沖包含有豐富的諧波分量，所以在有限的信道帶寬中，傳輸時必會產(chǎn)生失真，為此會引起較大的誤碼率。又由于每個碼元所產(chǎn)生的諧波在時域上是相互交疊的，所以就產(chǎn)生了碼間干擾，好在碼元波形是按一定間隔發(fā)出的，只要在特定時刻的波形幅值沒有失真，即使其他部分失真很大對碼元的再生判決也無影響。二、數(shù)字信號的載波傳送 當數(shù)字信號要進行較長距離的傳送時，就要采用載波傳送的方式了。數(shù)字信號的載波傳送與基帶傳送的主要區(qū)別就是增加了調(diào)制與解調(diào)的環(huán)節(jié)，是在復接器后增加了一個調(diào)制器，在分接器前增加一個解調(diào)器而已。數(shù)字信號只有幾個離散值，這就象用數(shù)字信號去控制開關(guān)選擇具有不同參量的振蕩一樣，為此把數(shù)字信號的調(diào)制方式稱為鍵控。調(diào)制方式有幅度鍵控（ASK）；有頻移鍵控（FSK）；有相移鍵控（PSK）。1、幅度鍵控（ASK） 幅度鍵控可以通過乘法器和開關(guān)電路來實現(xiàn)。載波在數(shù)字信號1或0的控制下通或斷，在信號為1的狀態(tài)載波接通，此時傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號為0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時傳輸信道上無載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號的1和0。對于二進制幅度鍵控信號的頻帶寬度為二進制基帶信號寬度的兩倍，波形如圖D-2。2、頻移鍵控（FSK） 頻移鍵控是利用兩個不同頻率F1和F2的振蕩源來代表信號1和0，其波形如圖D-3所示，用數(shù)字信號的1和0去控制兩個獨立的振蕩源交替輸出。對二進制的頻移鍵控調(diào)制方式，其有效帶寬為B=2xF+2Fb,xF是二進制基帶信號的帶寬也是FSK信號的最大頻偏，由于數(shù)字信號的帶寬即Fb值大，所以二進制頻移鍵控的信號帶寬B較大，頻帶利用率小。3、相移鍵控（PSK） 在相移鍵控中，在波相位受數(shù)字基帶信號的控制，如在二進制基帶信號中為0時，載波相位為0，為1時載波相位為,載波相位和基帶信號有一一對應的關(guān)系，其波形如圖D-4。三、多進制數(shù)字調(diào)制 上面所討論的都是在二進制數(shù)字基帶信號的情況，在實際應用中，我們常常用一種稱為多進制（如4進制，8進制，16進制等）的基帶信號。多進制數(shù)字調(diào)制載波參數(shù)有M種不同的取值，多進制數(shù)字調(diào)制比二進制數(shù)字調(diào)制有兩個突出的優(yōu)點：一是有于多進制數(shù)字信號含有更多的信息使頻帶利用率更高；二是在相同的信息速率下持續(xù)時間長，可以提高碼元的能量，從而減小由于信道特性引起的碼間干擾。由于遍幅的關(guān)系，這里只討論用得最多的一種調(diào)制方式：多進制相移鍵控（MPSK）。 多進制相移鍵控又稱為多相制，因為基帶信號有M種不同的狀態(tài)，所以它的載波相位有M種不同的取值，這些取值一般為等間隔。在多相制移鍵控有絕對移相和相對移相兩種，實際中大多采用四相絕對移相鍵控（4PSK，有稱QPSK），四相制的相位有0、/2、3/2四種，分別對應四種狀態(tài)11、01、00、10。QPSK信號可表示為I(t)COS2ft-Q(t)SIN2fct，其中第一項是同相分量，第二項稱為正交分量，所以QPSK又稱為正交相移鍵控調(diào)制。 從上可知，QPSK的頻帶利用率是相應二進制數(shù)字調(diào)制的2倍，但這是以犧牲功率利用率為代價的。因為隨著進制的增加各碼元之間的距離減小，不利于信號的恢復，特別是受到噪聲和干擾時誤碼率會隨之增大。為解決這個問題，我們不得不提高信號功率（即提高信號的信噪比來避免誤碼率的增大），這就使功率利用率降低了。為此能否有一種方法使頻帶利用率增加各碼元之間的距離又不太小呢？這就引入了一種稱為QAM（正交幅度調(diào)制）。QAM的特點是各碼元之間不僅幅度不同，相位也不同，屬于幅度與相位相結(jié)合的調(diào)制方式，在QPSK中各碼元的幅度相同只是相位不同，所以其平均功率較高，QAM由于各碼元的幅度不同，所以平均功率較小。因此在平均功率相同的情況下，QAM各碼元的電平取值可高于QPSK各碼元的取值，從而使信噪比得而提高。1/4波長天線 天線的發(fā)射基本原理是：電以接近光的速度在導體中傳播，當遇到導體中的不連續(xù)點時，它就會被反射回信號源。如果電流是交變的，并且反射電流在恰當?shù)臅r刻返回原點或饋電點，那么電流就會受到后面各周期的強化，從而只需要很小的能量就可維持天線內(nèi)的駐波。即由于駐波的存在使天線處于諧振狀態(tài)。從而向空間發(fā)射電波。在諧振狀態(tài)下，電壓在電流為最大值的中點（振子的中點）是很少，在兩端卻有極大值，歐姆定律適用于天線，在中點由于電流大，電壓低，所以電阻較小，在兩端情形恰好相反，因而阻抗較高。一、四分之一波長天線 圖TX-1是這種天線的結(jié)構(gòu)圖，這是一種平面接地天線，此天線由一根垂直受激勵的1/4波長振子組成，振子與一個人工地面有關(guān)系，人工地面由四根水平放置的，而且在電氣上是接地的輻射棒組成，輻射棒與地面的夾角不同，天線所呈現(xiàn)的阻抗也不相同，如，與地平面平行時阻抗為34歐；與地平面為45度時，阻抗為50歐。二、加載天線 根據(jù)傳輸線的理論，1/4波長的開路線相當于一個串聯(lián)諧振電路，所以其整個負載是呈純電阻性的，在有些場合，由于環(huán)境的因素，天線的長度往往受到限制，所以出現(xiàn)了加載天線。根據(jù)傳輸線的理論，長度小于1/4波長的倍數(shù)的天線其阻抗呈容性，這時天線不產(chǎn)生諧振，為此我們可以在天線上加一個電感來與天線平衡，從而使天線發(fā)生諧振，我們稱這種天線為加載天線。如圖TX-2是三種加載方式的天線。 A為底部加載天線，這種天線的優(yōu)點是機械性能較好，缺點是這種加載方式的輻射電阻很低，而且由于大多數(shù)能量從加載線圈輻射出來的，因此其輻射效率較低。 C是頂部加載天線，因其機械性能差，所以在實際中很小應用到。 B為中部加載天線，這種天線盡管其輻射電阻仍較低，但沿著天線的電流分布較均勻，輻射效率較高所以被廣泛使用。思維稿幾個有線電視應用軟件的介紹 這幾個軟件都是由本站主早幾年所編寫的，是基于DOS下的FOXPRO程序，利用運行于UCDOS5.0下的SKER模塊，從而使在DOS下實現(xiàn)圖形界面的支持，使程序在運行時圖文并茂，并已編譯成直接執(zhí)行文件（EXE文件），用戶在使用這些軟件時不需要安裝FOXPRO的解釋程序。CATV的回傳網(wǎng) 目前，有線電視事業(yè)正在高速發(fā)展，CATV網(wǎng)將從傳統(tǒng)的單向的單一（只傳輸電視信號），向雙向交互式多功能方向發(fā)展（INTERNET、VOd、數(shù)據(jù)交換，數(shù)字電視、數(shù)字廣播等），網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)由過去的單一電纜網(wǎng)變成光纖電纜混合網(wǎng)（HFC），其發(fā)展的核心是由單向網(wǎng)變成雙向傳輸網(wǎng)。既然是雙向傳輸網(wǎng)，就存在一個反向回傳問題，在雙向CATV系統(tǒng)中最突出的問題就是反向傳輸通道的噪聲積累問題，即所謂“漏斗效應”。一、噪聲的產(chǎn)生 通常反向通道傳輸?shù)氖?