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(jiǎn)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(jiǎn)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(hào)的QAM調(diào)制方式。,信號(hào)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(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?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(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)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(jì)60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號(hào)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(shí)信號(hào)的方法，這些信號(hào)由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)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(hào)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(hào)疊加而成； 2）、復(fù)合相移法，由兩路獨(dú)立的4相位移相鍵控信號(hào)疊加而成。 16QAM是兩路4ASK信號(hào)的疊加，可采用串/并變換器將速率為Rb的二進(jìn)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(jìn)制位數(shù)采用4個(gè)位長(zhǎng)進(jìn)行組合，每個(gè)組合分別映射在一個(gè)相位上，對(duì)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(gè)獨(dú)立的信號(hào)分別去調(diào)制同相與正交兩個(gè)載波,QAM已調(diào)信號(hào)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(hào)幅度, 是信號(hào)脈沖. 16QAM Modem 發(fā)送端經(jīng)過16QAM映射得到I、Q兩路信號(hào),送到脈沖成形濾波器限制發(fā)送信號(hào)的帶寬,并有效的消除符號(hào)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(yùn)算 位長(zhǎng)與映射 Bit位運(yùn)算,16QAM原理與算法,若截取長(zhǎng)度為輸入信號(hào)元寬度的4倍（當(dāng)輸入信號(hào)為“0”時(shí)，系統(tǒng)的輸出波形是“0000”）。 如果可求出0000到1111之間時(shí)間段的波形疊加值，依次輸出，就可以得到輸入信號(hào)的成形波形。若在此段內(nèi)抽樣8點(diǎn)，則每個(gè)樣點(diǎn)經(jīng)過16QAM調(diào)制后，則有16個(gè)可能值，這個(gè)值應(yīng)該是包括了正交振幅的處理；共有1 6 x 8=128個(gè)數(shù)據(jù)。將這128個(gè)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(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行尋址，就可以不必計(jì)算二進(jìn)制乘法，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度。 SSR是一個(gè)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(shí)鐘信號(hào)讀入一位數(shù)據(jù)，同時(shí)串行移位；計(jì)數(shù)器為3位，每次時(shí)鐘從000計(jì)數(shù)至111；ROM的寬度為7位，存儲(chǔ)128個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)各個(gè)樣點(diǎn)的數(shù)值，每次時(shí)鐘到來時(shí)，輸出8個(gè)10比特寬的數(shù)據(jù)。 （ 這個(gè)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(duì)多電平基帶信號(hào)進(jìn)行判決并恢復(fù)出二進(jìn)制碼。 1、四電平自然碼邏輯 將四進(jìn)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(cuò)編碼，用一個(gè)簡(jiǎn)單的D/A轉(zhuǎn)換器將一對(duì)符號(hào)比特轉(zhuǎn)換成四電平信號(hào)，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(duì)符號(hào)比特轉(zhuǎn)換成四電平信號(hào)，用與前述正交的平衡調(diào)制器調(diào)制（即載波相位移 ）。兩個(gè)平衡調(diào)制器的輸出合成16QAM信號(hào)，以載波（或中頻）為中心。輸出的信號(hào)將被補(bǔ)差成實(shí)際傳輸頻率。,16QAM原理與算法,在接收機(jī)中，采用的是正交相干解調(diào)，它也是由兩個(gè)平衡調(diào)制器組成，本地震蕩器產(chǎn)生的兩個(gè)相互正交的本地載波（一個(gè)載波由另一個(gè)載波移相而得）送給平衡調(diào)制器，同時(shí)本地震蕩器必須與發(fā)射機(jī)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?yàn)轭l道帶寬限制的濾波結(jié)果。這樣，同相信號(hào)和正交信號(hào)（兩者均為四電平信號(hào)）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(jī)的到達(dá)相位上，演算成一個(gè)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(gè)BPSK映射數(shù)為2（即：0、1），一個(gè)16QAM則是16（由00001111），DSP處理的幅度及相位能力愈強(qiáng)，接收端表現(xiàn)出的碼