數(shù)字電視傳輸(DVB-C)

1、數(shù)字電視原理數(shù)字電視原理 第六章第六章 數(shù)字電視傳輸數(shù)字電視傳輸 2/98 數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng) 能能 量量 擴(kuò)擴(kuò) 散散 R S 糾糾 錯(cuò)錯(cuò) 編編 碼碼 卷卷 積積 交交 織織 基基 帶帶 整整 形形 字字 節(jié)節(jié) 到到 符符 號(hào)號(hào) 的的 映映 射射 數(shù)字視頻編碼數(shù)字視頻編碼 數(shù)字音頻編碼數(shù)字音頻編碼 數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼 節(jié)節(jié) 目目 流流 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 傳傳 輸輸 流流 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 Q A M 調(diào)調(diào) 制制 射射 頻頻 功功 率率 放放 大大 器器 (a)發(fā)射側(cè)電路框圖發(fā)射側(cè)電路框圖 射射 頻頻 I Q IF I Q 差差 分分 編編 碼碼 分為分為16QA

2、M、 32QAM、64QAM 三種調(diào)制方式三種調(diào)制方式 3/98 數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng) 解解 能能 量量 擴(kuò)擴(kuò) 散散 R S 糾糾 錯(cuò)錯(cuò) 解解 碼碼 卷卷 積積 解解 交交 織織 數(shù)字視頻編碼數(shù)字視頻編碼 數(shù)字音頻編碼數(shù)字音頻編碼 數(shù)字編碼數(shù)字編碼 節(jié)節(jié) 目目 流流 多多 路路 解解 復(fù)復(fù) 用用 傳傳 輸輸 流流 多多 路路 解解 復(fù)復(fù) 用用 Q A M 解解 調(diào)調(diào) 高高 頻頻 調(diào)調(diào) 諧諧 器器 (b)接收側(cè)電路框圖接收側(cè)電路框圖 有有 線線 電電 視視 網(wǎng)網(wǎng) 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) V A 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 4/98 DVB-C傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn) n結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 基帶物基帶物 理接口理接口

3、與同步與同步 數(shù)據(jù) 時(shí)鐘 同步反同步反 轉(zhuǎn)與數(shù)轉(zhuǎn)與數(shù) 據(jù)加擾據(jù)加擾 RS 編碼編碼 卷積卷積 交織交織 差分差分 解碼解碼 字節(jié)到字節(jié)到 符號(hào)的符號(hào)的 映射映射 基帶基帶 成型成型 QAM 調(diào)制與調(diào)制與 接口接口 時(shí)鐘和同步產(chǎn)時(shí)鐘和同步產(chǎn) 生碼率控制生碼率控制 接口與接口與 QPSK 解調(diào)器解調(diào)器 匹配濾匹配濾 波器與波器與 均衡均衡 符號(hào)符號(hào) 到字到字 節(jié)的節(jié)的 映射映射 卷積卷積 去交去交 織織 RS解碼解碼 解擾與解擾與 去同步去同步 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 基帶物基帶物 理接口理接口 與同步與同步 數(shù)據(jù) 載波和時(shí)鐘提取載波和時(shí)鐘提取 碼率控制 差分差分 編碼編碼 5/98 DVB-C傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

4、 n基帶物理接口與同步基帶物理接口與同步 u 基帶物理接口基帶物理接口 負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)DVB-C傳輸系統(tǒng)與外部系統(tǒng)間的信號(hào)碼型、傳輸系統(tǒng)與外部系統(tǒng)間的信號(hào)碼型、 數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議等方面的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議等方面的轉(zhuǎn)換 u 同步同步 DVB-C傳輸系統(tǒng)的時(shí)鐘與外部系統(tǒng)時(shí)間的同步。傳輸系統(tǒng)的時(shí)鐘與外部系統(tǒng)時(shí)間的同步。 6/98 DVB-C傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn) n同步反轉(zhuǎn)與數(shù)據(jù)加擾同步反轉(zhuǎn)與數(shù)據(jù)加擾 u 同步同步 MPEG-2的的TS包同步包同步 u 數(shù)據(jù)加擾數(shù)據(jù)加擾 8個(gè)個(gè)TS包的數(shù)據(jù)為周期進(jìn)行，每包的數(shù)據(jù)為周期進(jìn)行，每8個(gè)個(gè)TS包數(shù)據(jù)加包數(shù)據(jù)加 擾后偽隨機(jī)序列發(fā)生器重新進(jìn)行一次初始化擾后偽隨機(jī)序列發(fā)

5、生器重新進(jìn)行一次初始化 初始化序列為初始化序列為100101010000000 在每在每8個(gè)個(gè)TS包中的第一個(gè)包中的第一個(gè)TS包鏈接頭加入特殊包鏈接頭加入特殊 的指示信息以指示解擾器何時(shí)對(duì)其中的偽隨機(jī)序的指示信息以指示解擾器何時(shí)對(duì)其中的偽隨機(jī)序 列發(fā)生器進(jìn)行初始化。列發(fā)生器進(jìn)行初始化。 a)第一個(gè)第一個(gè)TS包的同步字節(jié)逐比特取反包的同步字節(jié)逐比特取反 b)其他其他TS包鏈接頭中的同步字節(jié)保持不變包鏈接頭中的同步字節(jié)保持不變 7/98 能量擴(kuò)散能量擴(kuò)散 能能 量量 擴(kuò)擴(kuò) 散散 數(shù)字視頻編碼數(shù)字視頻編碼 數(shù)字音頻編碼數(shù)字音頻編碼 數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼 節(jié)節(jié) 目目 流流 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 傳傳 輸

6、輸 流流 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 傳輸流以固定數(shù)傳輸流以固定數(shù) 據(jù)長(zhǎng)度組織成數(shù)據(jù)長(zhǎng)度組織成數(shù) 據(jù)幀結(jié)構(gòu)據(jù)幀結(jié)構(gòu) 8/98 能量擴(kuò)散（續(xù)能量擴(kuò)散（續(xù)1） 同步同步 1字節(jié)字節(jié) 187字節(jié)字節(jié) MPEG-2傳送傳送MUX包包 同步同步1 R 187字節(jié)字節(jié) 同步同步2 R 187字節(jié)字節(jié) 同步同步8 R 187字節(jié)字節(jié) 同步同步1 R 187字節(jié)字節(jié) 隨機(jī)化的傳送包：同步字節(jié)和隨機(jī)化序列隨機(jī)化的傳送包：同步字節(jié)和隨機(jī)化序列R PRBS周期周期=1503字節(jié)字節(jié) 同步同步1 或同步或同步n R 187字節(jié)字節(jié) 里德里德所羅門(mén)所羅門(mén)RS（204，188，t=8）誤碼保護(hù)）誤碼保護(hù) 包包 RS(204,

7、188,8) 204字節(jié)字節(jié) 同步同步1 或同步或同步n 203字節(jié)字節(jié) 同步同步1 或同步或同步n 同步同步1 或同步或同步n 203字節(jié)字節(jié) 交織幀：交織深度交織幀：交織深度I=12字節(jié)字節(jié) 固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu) 9/98 能量擴(kuò)散（續(xù)能量擴(kuò)散（續(xù)2） n目的目的 u 使數(shù)字電視信號(hào)的能量使數(shù)字電視信號(hào)的能量不過(guò)分集中不過(guò)分集中在載頻上在載頻上 或或“1”、“0”電平相對(duì)應(yīng)的頻率上，從而電平相對(duì)應(yīng)的頻率上，從而 減少減少對(duì)其他通信設(shè)備的干擾，并對(duì)其他通信設(shè)備的干擾，并有利有利于載波于載波 恢復(fù)恢復(fù) n做法做法 u 將二進(jìn)制數(shù)據(jù)將二進(jìn)制數(shù)據(jù)較集中較集中的的“0”或或“1”按一

8、定按一定 的的規(guī)律規(guī)律使之使之分散分散開(kāi)來(lái)開(kāi)來(lái) u 規(guī)律由規(guī)律由偽隨機(jī)發(fā)生器的生成多項(xiàng)式偽隨機(jī)發(fā)生器的生成多項(xiàng)式?jīng)Q定決定 n數(shù)據(jù)隨機(jī)化過(guò)程也稱數(shù)據(jù)擾碼過(guò)程數(shù)據(jù)隨機(jī)化過(guò)程也稱數(shù)據(jù)擾碼過(guò)程 u 收、發(fā)兩端收、發(fā)兩端同步同步進(jìn)行進(jìn)行 10/98 能量擴(kuò)散（續(xù)能量擴(kuò)散（續(xù)3） 123456789101112131415 100101010000000 初始序列初始序列 00000011 EX-OR EX-OR AND 隨機(jī)隨機(jī)/去隨機(jī)去隨機(jī) 數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出 去隨機(jī)去隨機(jī)/隨機(jī)隨機(jī) 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入 使能使能 DVB標(biāo)準(zhǔn)采用的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列發(fā)生器的生成多項(xiàng)式：標(biāo)準(zhǔn)采用的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列發(fā)生器的生成多

9、項(xiàng)式： 1514 1xx 11/98 DVB-C傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng) n糾錯(cuò)編碼糾錯(cuò)編碼 u 由于有線電視傳輸信道的途距較短由于有線電視傳輸信道的途距較短 u 受到的外界干擾也較少受到的外界干擾也較少 u 采用采用 一級(jí)糾錯(cuò)編碼一級(jí)糾錯(cuò)編碼 一次交織一次交織 方案與方案與DVB-S系統(tǒng)中的完全相同系統(tǒng)中的完全相同 12/98 R-S碼（續(xù)碼（續(xù)1） nR-S碼的基本參數(shù)碼的基本參數(shù) u 輸入信息可分為輸入信息可分為kmbit一組，一組， u 碼長(zhǎng)碼長(zhǎng)n=2m-1符號(hào)或符號(hào)或m(2m-1)bit u 信息段信息段 k個(gè)符號(hào)或個(gè)符號(hào)或bit u 糾錯(cuò)能力糾錯(cuò)能力 t個(gè)符號(hào)或個(gè)符號(hào)或mt bit u 監(jiān)

10、督段監(jiān)督段 n-k=2t符號(hào)或符號(hào)或m(n-k)=2mt bit u 最小距離最小距離 d=2t+1符號(hào)或符號(hào)或md=m(2t+1) bit 13/98 R-S碼（續(xù)碼（續(xù)3） n舉例舉例RS(204,188,t=8) u 有一組信息，碼長(zhǎng)有一組信息，碼長(zhǎng)n=204字節(jié)，其中，信息字節(jié)，其中，信息 碼元碼元k=188字節(jié)，校驗(yàn)碼元字節(jié)，校驗(yàn)碼元n-k=16字節(jié)字節(jié) u R-S碼的碼長(zhǎng)碼的碼長(zhǎng)n、信息碼元、信息碼元k和糾錯(cuò)能力和糾錯(cuò)能力t之間之間 應(yīng)符合如下關(guān)系應(yīng)符合如下關(guān)系 tkn n m 2 12 u 又因?yàn)樾ｒ?yàn)碼元又因?yàn)樾ｒ?yàn)碼元n-k=16字節(jié)，可得字節(jié)，可得 8 t 14/98 數(shù)據(jù)交織

11、與解交織數(shù)據(jù)交織與解交織 n 糾錯(cuò)編碼在實(shí)際應(yīng)用中往往要結(jié)合數(shù)據(jù)交織技術(shù)糾錯(cuò)編碼在實(shí)際應(yīng)用中往往要結(jié)合數(shù)據(jù)交織技術(shù) 能能 量量 擴(kuò)擴(kuò) 散散 外外 碼碼 R S 糾糾 錯(cuò)錯(cuò) 編編 碼碼 內(nèi)內(nèi) 碼碼 卷卷 積積 交交 織織 數(shù)字視頻編碼數(shù)字視頻編碼 數(shù)字音頻編碼數(shù)字音頻編碼 數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼 節(jié)節(jié) 目目 流流 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 傳傳 輸輸 流流 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 15/98 數(shù)據(jù)交織和解交織（續(xù)數(shù)據(jù)交織和解交織（續(xù)1） n突發(fā)錯(cuò)誤突發(fā)錯(cuò)誤 u 碼元差錯(cuò)碼元差錯(cuò)成串成群成串成群地出現(xiàn)，即在短時(shí)間內(nèi)出地出現(xiàn)，即在短時(shí)間內(nèi)出 現(xiàn)大量誤碼。一串差錯(cuò)稱為一個(gè)突發(fā)錯(cuò)誤?，F(xiàn)大量誤碼。一串差錯(cuò)稱為一個(gè)

12、突發(fā)錯(cuò)誤。 u 突發(fā)錯(cuò)誤突發(fā)錯(cuò)誤總是總是以差錯(cuò)碼元開(kāi)頭，以差錯(cuò)碼元以差錯(cuò)碼元開(kāi)頭，以差錯(cuò)碼元 結(jié)束，并且中間碼元差錯(cuò)概率結(jié)束，并且中間碼元差錯(cuò)概率超過(guò)超過(guò)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 值。值。 n隨機(jī)錯(cuò)誤隨機(jī)錯(cuò)誤 u 碼元出現(xiàn)差錯(cuò)與前、后碼元是否出現(xiàn)差錯(cuò)碼元出現(xiàn)差錯(cuò)與前、后碼元是否出現(xiàn)差錯(cuò)無(wú)無(wú) 關(guān)關(guān)，每個(gè)碼元，每個(gè)碼元獨(dú)立獨(dú)立地按一定的規(guī)律產(chǎn)生差錯(cuò)地按一定的規(guī)律產(chǎn)生差錯(cuò) 16/98 數(shù)據(jù)交織和解交織（續(xù)數(shù)據(jù)交織和解交織（續(xù)2） n交織器交織器 u 是數(shù)據(jù)順序隨機(jī)化是數(shù)據(jù)順序隨機(jī)化 u 使信道的突發(fā)錯(cuò)誤分散開(kāi)來(lái)使信道的突發(fā)錯(cuò)誤分散開(kāi)來(lái) u 分類分類 周期交織周期交織 偽隨機(jī)交織偽隨機(jī)交織 17/98 數(shù)據(jù)交

13、織和解交織（續(xù)數(shù)據(jù)交織和解交織（續(xù)3） n數(shù)據(jù)交織數(shù)據(jù)交織 u 通過(guò)交織和解交織將一個(gè)有記憶的突發(fā)信道通過(guò)交織和解交織將一個(gè)有記憶的突發(fā)信道 改造為基本上是無(wú)記憶的隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)的信改造為基本上是無(wú)記憶的隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)的信 道，然后再用糾隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)的碼來(lái)糾錯(cuò)道，然后再用糾隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)的碼來(lái)糾錯(cuò) u 分類分類 塊交織塊交織 卷積交織卷積交織 18/98 塊交織塊交織 n 原理原理 u發(fā)送端將已編碼的數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)發(fā)送端將已編碼的數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)m行行n列列 的矩陣的矩陣，按列寫(xiě)入按列寫(xiě)入隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，再，再 按行讀出按行讀出送至接收端送至接收端 u接收端將接收到的信號(hào)接收端將接收到的信號(hào)按

14、行順序?qū)懭氚葱许樞驅(qū)懭?RAM，再，再按列讀出按列讀出。 19/98 卷積交織原理圖卷積交織原理圖 發(fā)送端交織發(fā)送端交織接收端交織接收端交織 M 2M 3M 4M 4M 3M 2M M n 性質(zhì)與塊交織相似性質(zhì)與塊交織相似 n 箭頭表示的箭頭表示的4個(gè)開(kāi)關(guān)自上而下往返同步工作個(gè)開(kāi)關(guān)自上而下往返同步工作 n表示能存儲(chǔ)表示能存儲(chǔ)M比特的移位寄存器比特的移位寄存器 n接收端的寄存器與發(fā)送端互補(bǔ)接收端的寄存器與發(fā)送端互補(bǔ) 20/98 卷積交織卷積交織 n 設(shè)發(fā)送端待發(fā)送的一組信息為設(shè)發(fā)送端待發(fā)送的一組信息為 ), , ,( 2524232221 20191817161514131211 1009080

15、7060504030201 AAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAAX n 發(fā)送端交織器為碼元分組交織矩陣，發(fā)送端交織器為碼元分組交織矩陣，25個(gè)碼元個(gè)碼元 分成分成5行行5列，按行輸入列，按行輸入 u 當(dāng)當(dāng)A01輸入交織器時(shí)，將直通輸出至第一行第一列輸入交織器時(shí)，將直通輸出至第一行第一列 的位置的位置 u 當(dāng)當(dāng)A02輸入交織器經(jīng)輸入交織器經(jīng)M=5位延遲后，輸出至第二行位延遲后，輸出至第二行 第二列的位置第二列的位置 u 當(dāng)當(dāng)A03輸入交織器經(jīng)輸入交織器經(jīng)2M=25=10位延遲后，輸出位延遲后，輸出 至第三行第三列的位置至第三行第三列的位置 21/98 卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)1

16、） n 若用矩陣表示交織器的輸入，因它是按行寫(xiě)入每若用矩陣表示交織器的輸入，因它是按行寫(xiě)入每 行行5個(gè)碼元，即個(gè)碼元，即 u 當(dāng)當(dāng)A04輸入交織器經(jīng)輸入交織器經(jīng)3M=35=15位延遲后，輸出位延遲后，輸出 至第四行第四列的位置至第四行第四列的位置 u 當(dāng)當(dāng)A05輸入交織器經(jīng)輸入交織器經(jīng)4M=45=20位延遲后，輸出位延遲后，輸出 至第五行第五列的位置至第五行第五列的位置 2524232221 2019181716 1514131211 1009080706 0504030201 1 AAAAA AAAAA AAAAA AAAAA AAAAA X 22/98 卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)2） n 經(jīng)

17、過(guò)并行經(jīng)過(guò)并行N個(gè)存儲(chǔ)器后個(gè)存儲(chǔ)器后 M 2M 3M 4M A01A02A03A04A05 A06A07A08A09A10 A11A12A13A14A15 A16A17A18A19A20 A21A22A23A24A25 23/98 卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)3） n 按行讀出送入信道的碼元序列為按行讀出送入信道的碼元序列為 ), , ,( 0509131721 25040812162024030711 15192302061014182201 AAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAAX n 在信道仍受到兩個(gè)突發(fā)干擾，第一個(gè)為在信道仍受到兩個(gè)突發(fā)干擾，第一個(gè)為5位，即位，即 A01A

18、22A18A14A10；第二個(gè)為；第二個(gè)為4為為A11A07A03A24。 n 接收端收到的碼元序列為接收端收到的碼元序列為 ), , ,( 0509131721 25040812162024030711 15192302061014182201 AAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAAX 24/98 卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)4） n 在接收端送入解交織器，解交織器結(jié)構(gòu)與發(fā)送端在接收端送入解交織器，解交織器結(jié)構(gòu)與發(fā)送端 交織器結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，且同步運(yùn)行交織器結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，且同步運(yùn)行 0509131721 2519081216 2024030711 1519230206 1014182201

19、 3 AAAAA AAAAA AAAAA AAAAA AAAAA X 輸入輸入 2524232221 2019181716 1514131211 1009080706 0504030201 4 AAAAA AAAAA AAAAA AAAAA AAAAA X 輸出輸出 4M 3M 2M M 25/98 卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)5） n按行讀出并送入信道譯碼器的碼序列為按行讀出并送入信道譯碼器的碼序列為 ), , ,( 2524232221 20191817161514131211 10090807060504030201 AAAAA AAAAAAAAAA AAAAAAAAAAX 26/98 字節(jié)

20、到符號(hào)的映射字節(jié)到符號(hào)的映射 n 字節(jié)字節(jié) u 指?jìng)鬏斄髦械拿總€(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，通常每個(gè)字節(jié)的數(shù)指?jìng)鬏斄髦械拿總€(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，通常每個(gè)字節(jié)的數(shù) 據(jù)量永遠(yuǎn)不變，為據(jù)量永遠(yuǎn)不變，為8bit n 符號(hào)符號(hào) u 指送到數(shù)字調(diào)制器的去的一組數(shù)據(jù)，一般是并行送指送到數(shù)字調(diào)制器的去的一組數(shù)據(jù)，一般是并行送 出的，每組數(shù)據(jù)稱作一個(gè)符號(hào)。出的，每組數(shù)據(jù)稱作一個(gè)符號(hào)。 u 采用的數(shù)字調(diào)制的方法不同，一個(gè)符號(hào)所包含的比采用的數(shù)字調(diào)制的方法不同，一個(gè)符號(hào)所包含的比 特?cái)?shù)目就不相等。特?cái)?shù)目就不相等。 16QAM為為4bit 32QAM為為5bit n 針對(duì)不同的數(shù)字調(diào)制方法，要把字節(jié)數(shù)據(jù)映射成針對(duì)不同的數(shù)字調(diào)制方法，要把字節(jié)

21、數(shù)據(jù)映射成 一個(gè)一個(gè)符號(hào)，再進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。一個(gè)一個(gè)符號(hào)，再進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。 27/98 字節(jié)到符號(hào)的映射字節(jié)到符號(hào)的映射 n在卷積交織后，在卷積交織后， 字節(jié)到符號(hào)的映射要精確字節(jié)到符號(hào)的映射要精確 地執(zhí)行地執(zhí)行 n在每種情況下，符號(hào)在每種情況下，符號(hào)Z的的MSB由字節(jié)由字節(jié)V的的 MSB所取代。所取代。 n相應(yīng)的下一個(gè)符號(hào)的有效位將被下一個(gè)字相應(yīng)的下一個(gè)符號(hào)的有效位將被下一個(gè)字 節(jié)的有效位代替節(jié)的有效位代替 28/98 字節(jié)到符號(hào)的映射字節(jié)到符號(hào)的映射 n 在在2m-QAM調(diào)制中，處理器將從調(diào)制中，處理器將從k比特映射到比特映射到n個(gè)個(gè) 符號(hào)，如：符號(hào)，如： u 8k=nm u 例如例如64Q

22、AM（m=6,k=3,n=4） b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 a5 a4 a3 a2 a1 a0 a5 a4 a3 a2 a1 a0 a5 a4 a3 a2 a1 a0 a5 a4 a3 a2 a1 a0 字節(jié)字節(jié)V字節(jié)字節(jié)V+1字節(jié)字節(jié)V+2 符號(hào)符號(hào)Z符號(hào)符號(hào)Z+1符號(hào)符號(hào)Z+2符號(hào)符號(hào)Z+3 29/98 字節(jié)到符號(hào)的映射字節(jié)到符號(hào)的映射 7 6 5 4 3 2 1 0 Xa1 Xb1 Xc1 Xd1 Xa2 Xb2 Xc2 Xd2 Xa Xb Xc Xd 1 1 1 1 +1

23、5 1 1 1 0 +13 1 1 0 1 +11 1 1 0 0 +9 1 0 1 1 +7 1 0 1 0 +5 1 0 0 1 +3 1 0 0 0 +1 0 1 1 1 -1 0 1 1 0 -3 0 1 0 0 -7 0 0 1 1 -9 0 0 1 0 -11 0 0 0 1 -13 0 0 0 0 -15 0 1 0 1 -5 Xa Xb Xc Xd 注：注：16-VSB中每個(gè)符號(hào)需中每個(gè)符號(hào)需4bit信息，信息， 所以一個(gè)字節(jié)映射成兩個(gè)符號(hào)所以一個(gè)字節(jié)映射成兩個(gè)符號(hào) 30/98 /2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座的獲得星座的獲得 n相位混淆相位混淆 u 接收端的相干載波是從發(fā)送信號(hào)

24、中取得的。接收端的相干載波是從發(fā)送信號(hào)中取得的。 u 由于信號(hào)集的布局不同，它可以在不同程度由于信號(hào)集的布局不同，它可以在不同程度 上產(chǎn)生相位不定度。上產(chǎn)生相位不定度。 u 相位混淆程度與星座有關(guān)。相位混淆程度與星座有關(guān)。 n解決的途徑解決的途徑 u 將差分的概念應(yīng)用到將差分的概念應(yīng)用到QAM調(diào)制中去，使星座調(diào)制中去，使星座 信號(hào)點(diǎn)的角度取決于相對(duì)差值，而與角度的信號(hào)點(diǎn)的角度取決于相對(duì)差值，而與角度的 絕對(duì)值不直接掛鉤。絕對(duì)值不直接掛鉤。 u 這種不受相干載波相位混淆的這種不受相干載波相位混淆的QAM星座稱星座稱 為為/2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座星座 31/98 /2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星

25、座的獲得星座的獲得 n 方法方法 u 為獲得為獲得/2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座圖，每個(gè)符號(hào)星座圖，每個(gè)符號(hào) 的兩個(gè)最高有效位進(jìn)行差分編碼。的兩個(gè)最高有效位進(jìn)行差分編碼。 ：反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) ：邏邏輯輯與與 ：邏邏輯輯或或 異異或或 : )()()()( )()()()( 11 11 kkkkkkkkk kkkkkkkkk IBBAQBBAQ QABAIABAI 32/98 /2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座的獲得星座的獲得 字節(jié)到字節(jié)到m 比特符號(hào)比特符號(hào) 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 差分編差分編 碼碼 映射映射 Q I k I k Q MSBAk qk bB )b,b,b(qbit 011q 自交織自交織 器輸出器輸出

26、 8 33/98 /2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座的獲得星座的獲得 n消除相位模糊度消除相位模糊度 u 用差分編碼得到的兩個(gè)最高位來(lái)規(guī)定信號(hào)矢用差分編碼得到的兩個(gè)最高位來(lái)規(guī)定信號(hào)矢 量所處的象限量所處的象限 u 而其余比特用來(lái)規(guī)定每個(gè)象限中信號(hào)矢量的而其余比特用來(lái)規(guī)定每個(gè)象限中信號(hào)矢量的 配置配置 u 并使這種配置呈現(xiàn)出并使這種配置呈現(xiàn)出/2的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性 34/98 /2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座的獲得星座的獲得 Q I 00 10 01 00 01 11 11 10 10 11 11 01 00 01 10 00 10QI kk 00QI kk 11QI kk 01QI kk 11

27、b a 11b a 11b a 11b a A A 35/98 基帶成形基帶成形 n采用平方根升余弦濾波器采用平方根升余弦濾波器 n滾將系數(shù)為滾將系數(shù)為0.15 36/98 MQAM調(diào)制調(diào)制 nQAM調(diào)制調(diào)制 u 正交幅度調(diào)制正交幅度調(diào)制 是用兩個(gè)獨(dú)立的是用兩個(gè)獨(dú)立的基帶信號(hào)基帶信號(hào)對(duì)兩個(gè)相互正交的對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻同頻 載波載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利用進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利用這種已調(diào)這種已調(diào) 信號(hào)在信號(hào)在同一帶寬內(nèi)頻譜正交的性質(zhì)同一帶寬內(nèi)頻譜正交的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩路并兩路并 行的數(shù)字信息傳輸行的數(shù)字信息傳輸 u 是一種節(jié)省頻帶的數(shù)字調(diào)制方法是一種節(jié)省頻帶的數(shù)字調(diào)制方法 u 廣

28、泛應(yīng)用于有線電視的下行傳輸及廣泛應(yīng)用于有線電視的下行傳輸及HDTV的的 地面廣播傳輸?shù)孛鎻V播傳輸 u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 有較高的頻帶利用率有較高的頻帶利用率 有較高的信噪比有較高的信噪比 37/98 MQAM調(diào)制（續(xù)調(diào)制（續(xù)1） nMQAM調(diào)制器原理框圖調(diào)制器原理框圖 串并轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換 調(diào)制器調(diào)制器 移相移相90 + 二進(jìn)制信息二進(jìn)制信息 tcos c tsin c 電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換 電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換 調(diào)制器調(diào)制器 振蕩器振蕩器 MQAM輸出輸出 38/98 MQAM調(diào)制（續(xù)調(diào)制（續(xù)2） n16QAM u 產(chǎn)生方法產(chǎn)生方法 用兩路正交的四電平振幅鍵控信號(hào)疊加而成用兩路正交的四電平振幅鍵控信號(hào)疊加而成

29、用兩路獨(dú)立的四相移相鍵控信號(hào)疊加而成用兩路獨(dú)立的四相移相鍵控信號(hào)疊加而成 串串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換 移相移相90 + 二進(jìn)制二進(jìn)制 信息信息 tsin c 24電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換 振蕩器振蕩器 16QAM 24電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換 LPF LPF 調(diào)制器調(diào)制器 調(diào)制器調(diào)制器 I Q 1 a 2 a 2 b 1 b 39/98 MQAM調(diào)制（續(xù)調(diào)制（續(xù)3） n 電平轉(zhuǎn)換真值表電平轉(zhuǎn)換真值表 輸輸 入入 輸輸 出出 輸輸 入入 輸輸 出出 a1a2b1b2 00-100-1 01-301-3 10+110+1 11+311+3 40/98 MQAM調(diào)制（續(xù)調(diào)制（續(xù)4） n 經(jīng)經(jīng)24電平轉(zhuǎn)換后，可得到電平轉(zhuǎn)換后

30、，可得到-1、-3、+1、 +3四個(gè)電平四個(gè)電平 n 則調(diào)制器則調(diào)制器輸出的四個(gè)信號(hào)輸出的四個(gè)信號(hào) tsin3tsin1tsin1tsin3 cccc 、 n 則調(diào)制器則調(diào)制器輸出的四個(gè)信號(hào)輸出的四個(gè)信號(hào) tcos3tcos1tcos1tcos3 cccc 、 41/98 MQAM調(diào)制（續(xù)調(diào)制（續(xù)5） n 將將I信號(hào)和信號(hào)和Q信號(hào)線性相加后，可得到信號(hào)線性相加后，可得到 16QAM星座圖星座圖 3 1 -1 -3 31 -1-3 I Q -1 -3 Q I -1 -3 1 1 3 3 (-3,3) (-1,3) (1,3) (3,3) (-3,1) (-1,1) (1,1) (3,1) (-3

31、,-1) (-1,-1) (1,-1) (3,-1) (-3,-3) (-1,-3) (1,-3) (3,-3) 42/98 MQAM調(diào)制調(diào)制 （續(xù)（續(xù)6） n QAM頻譜利用率分析頻譜利用率分析 u設(shè)輸入的二進(jìn)制速率為設(shè)輸入的二進(jìn)制速率為10Mb/s u24電平轉(zhuǎn)換的輸入為電平轉(zhuǎn)換的輸入為10Mb/s4=2.5Mb/s u信息論知識(shí)可得，信息論知識(shí)可得，1MHz最高可傳輸最高可傳輸PCM信號(hào)信號(hào) 2bit，所以它的基帶最高頻率為，所以它的基帶最高頻率為2.5/2MHz u設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻率為設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻率為 ，則帶寬為，則帶寬為2 2 ，則，則 = =2.5/2MHz，2=2.5MHz。 u即即10Mb/s的二進(jìn)制數(shù)，經(jīng)的二進(jìn)制數(shù)，經(jīng)16QAM調(diào)制后，的調(diào)制后，的 模擬信號(hào)的帶寬為模擬信號(hào)的帶寬為2.5MHz，則頻譜利用率為，則頻譜利用率為 )Hzs/(b4 MHz5 . 2 s/Mb10 43/98 MQAM調(diào)制調(diào)制 （續(xù)（續(xù)7） nQAM頻譜利用率分析頻譜利用率分析 u 16QAM調(diào)制的頻譜利用率為調(diào)制的頻譜利用率為4b/(sHz) 16=24 u 同理可證明同理可證明 64QAM調(diào)制調(diào)制 a)64=26 b)頻譜利用率為頻譜利用率為6b/(sHz) 128QAM調(diào)制調(diào)制 a)126=27 b