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RS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QAM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IQIFIQ差差分分編編碼碼分為分為16QAM、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RS糾糾錯(cuò)錯(cuò)解解碼碼

2、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QAM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)VA數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)4/98DVB-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

3、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5/98DVB-C傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn)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。6/98DVB-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)

4、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)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

5、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1R187字節(jié)字節(jié) 同步同步2R187字節(jié)字節(jié) 同步同步8R187字節(jié)字節(jié)同步同步1R187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RPRBS周期周期=1503字節(jié)字節(jié)同步同步1或同步或同步

6、nR187字節(jié)字節(jié)里德里德所羅門所羅門RS（204，188，t=8）誤碼保護(hù)）誤碼保護(hù)包包RS(204,188,8)204字節(jié)字節(jié)同步同步1或同步或同步n203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n203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

7、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）123456789101112131415100101010000000初始序列初始序列00000011EX-OREX-ORAND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

8、隨機(jī)二進(jìn)制序列發(fā)生器的生成多項(xiàng)式：15141xx 11/98DVB-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12/98R-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)bitu 信息段信息段 k個(gè)符號(hào)或個(gè)符號(hào)或bitu 糾錯(cuò)能力糾錯(cuò)能力 t個(gè)符號(hào)或個(gè)符號(hào)或mt bitu 監(jiān)督

9、段監(jiān)督段 n-k=2t符號(hào)或符號(hào)或m(n-k)=2mt bitu 最小距離最小距離 d=2t+1符號(hào)或符號(hào)或md=m(2t+1) bit13/98R-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tknnm212 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 t14/98數(shù)據(jù)交織與解交織數(shù)據(jù)交織與解交織n 糾錯(cuò)編

10、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RS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。現(xiàn)大量誤碼。一串差錯(cuò)稱為一個(gè)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

11、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

12、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，按列寫入按列寫入隨機(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)按行順序?qū)懭氚葱许樞驅(qū)懭隦AM，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M2M3M4M4M3M2MMn 性質(zhì)

13、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),(25242322212019181716151413121110090807060504030201AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX 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

14、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）n 若用矩陣表示交織器的輸入，因它是按行寫入每若用矩陣表示交織器的輸入，因它是按行寫入每行行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)

15、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 252423222120191817161514131211100908070605040302011AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX22/98卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)2）n 經(jīng)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M2M3M4MA01A02A03A04A05A06A07A08A09A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25 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

16、信道的碼元序列為),(05091317212504081216202403071115192302061014182201AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX 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A01A22A18A14A10；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),( 05091317212504081216202403071115192302061014182201AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX 24/98卷積交織（續(xù)卷積交織（續(xù)4）n 在接

17、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050913172125190812162024030711151923020610141822013AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX輸入輸入 252423222120191817161514131211100908070605040302014AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX輸出輸出4M3M2MM25/98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),(2524232

18、2212019181716151413121110090807060504030201AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAX 26/98字節(jié)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8bitn 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

19、等。 16QAM為為4bit 32QAM為為5bitn 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)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

20、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：u8k=nmu例如例如64QAM（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+329/98字節(jié)到符號(hào)的映射字節(jié)到符號(hào)的映射76543210Xa1Xb1Xc1 Xd1Xa2Xb2

21、Xc2 Xd2Xa Xb Xc Xd1 1 1 1 +151 1 1 0 +131 1 0 1 +11 1 1 0 0 +91 0 1 1 +71 0 1 0 +51 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 -90 0 1 0 -11 0 0 0 1 -130 0 0 0 -15 0 1 0 1 -5XaXbXcXd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

22、的相干載波是從發(fā)送信號(hào)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

23、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。：反轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：邏輯與：邏輯與：邏輯或：邏輯或異或異或 :)()()()()()()()(1111kkkkkkkkkkkkkkkkkkIBBAQBBAQQABAIABAI32/98/2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QIkIkQMSBAk qkbB )b,b,b(qbit011q 自交織自交織器輸出器輸出833/98/2旋轉(zhuǎn)不變旋轉(zhuǎn)不變QAM星座的獲得星座的獲得n

24、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QI00 10 01 0001 11 11 1010 11 11 0100 01 10 0010QIkk 00QIkk 11QIkk 01QIkk 11ba11ba11ba11baAA35/98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

25、n滾將系數(shù)為滾將系數(shù)為0.1536/98MQAM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

26、較高的信噪比有較高的信噪比37/98MQAM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tcosc tsinc 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38/98MQAM調(diào)制（續(xù)調(diào)制（續(xù)2）n16QAMu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 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tsinc 24電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換振蕩器振蕩器16QAM24電平轉(zhuǎn)換電

27、平轉(zhuǎn)換LPFLPF調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制器IQ1a2a2b1b39/98MQAM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a1a2b1b200-100-101-301-310+110+111+311+340/98MQAM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，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)tsin3tsin1tsin1tsin3cccc 、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)tcos3tcos1tcos1tcos3cccc 、41/98MQAM調(diào)制（

28、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31-1-331-1-3IQ-1-3QI-1-31133(-3,3) (-1,3) (1,3) (3,3) (-3,1) (-1,1) (1,1) (3,1) (-3,-1) (-1,-1) (1,-1) (3,-1) (-3,-3) (-1,-3) (1,-3) (3,-3) 42/98MQAM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/su24電平轉(zhuǎn)換的輸入為電平轉(zhuǎn)換的輸入為10Mb/s4=2.5Mb/su信息論知識(shí)可

29、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2.5/2MHzu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/(b4MHz5 . 2s/Mb10 43/98MQAM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=24u 同理可證明同理可證明 64QAM調(diào)制調(diào)制a)64=26b)頻譜利用率為頻譜利用率為6b/(sHz) 128QAM調(diào)制調(diào)制a)126=27b)頻譜利用率為頻譜利用率為7b/(sHz) QPSK調(diào)