QPSK調(diào)制和糾錯碼外文翻譯

共5頁第7頁密級分類號編號成績本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)外文翻譯原文標題QPSKModulationandErrorCorrectingCodes譯文標題QPSK調(diào)制和糾錯碼作者所在系別作者所在專業(yè)作者所在班級作者姓名作者學(xué)號指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱講師完成時間年7月譯文標題QPSK調(diào)制和糾錯碼原文標題QPSKModulationandErrorCorrectingCodes作者MichaelDeLucca.譯名邁克爾德·盧卡國籍美國原文出處MichaelDeLucca.QPSKModulationandErrorCorrectingCodes.2003QPSK調(diào)制和糾錯碼邁克爾德·盧卡美國數(shù)字調(diào)制主要有三個類別的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，用于傳輸數(shù)字代表的數(shù)據(jù)：幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）。所有傳達的數(shù)據(jù)通過改變某些方面的基礎(chǔ)信號，載波（通常是正弦波），來響應(yīng)數(shù)據(jù)信號。在PSK情況下，相位的更改代表著數(shù)據(jù)信號。以這種方式傳達信號有兩種基本的方式：通過查看相位本身傳達的信息，在這種情況下，解調(diào)器必須有一個參考信號進行比較接收信號的相位;或者觀察相位的變化，作為傳送信息的數(shù)據(jù)-差分計劃，（在一定程度上）其中一些數(shù)據(jù)不需要相位來參考載波。星座圖是一種表達PSK原理的便捷方式。因為同相和正交軸分別于其90°分離，為此參考點的實部和虛軸限定了此點，。這樣一個代表性的垂直軸適合于簡單的實施。在相軸振幅沿線的各點用來調(diào)節(jié)余弦（或正弦）波和沿正交軸的正弦（或余弦）波。在相移鍵控，星座點的位置選擇通常與統(tǒng)一角間距約一個圓圈。這使最高相分離相鄰點，因此最好的防止波形干涉失真。它們是定位在一個圓圈，使它們都可以以同樣的傳播能量。通過這種方式，它們代表相同的復(fù)數(shù)的模，需要的余弦和正弦波的振幅也將是一樣。兩種常見的例子是“二進制相移鍵控”（BPSK調(diào)制）采用分兩個階段進行，和“正交相移鍵控”（QPSK調(diào)制）使用四個階段，盡管任何數(shù)量的相位都可以被采用。由于數(shù)據(jù)是傳達通常二進制，PSK方式通常是和一個星座點的數(shù)目一起設(shè)計的。相移鍵控（相移鍵控）是一種數(shù)字調(diào)制傳遞數(shù)據(jù)的計劃，它通過改變或調(diào)節(jié)該參考信號（載波）的相位。任何數(shù)字調(diào)制方案利用有限的一些明顯的信號代表數(shù)字數(shù)據(jù)。PSK采用有限幾個相位，每個指定一個唯一的二進制位的模式。通常情況下，每個相位編碼相同數(shù)目的比特位。每個位形成一個映像，它被特殊符號所代表。該解調(diào)器是專門針對符號設(shè)置使用的調(diào)制器，確定收到信號的相位和收到代表它的象征的地圖，從而恢復(fù)原來的數(shù)據(jù)。這就要求接收機能夠比較接收信號為參考信號的相位--這種系統(tǒng)被稱相干相移鍵控（合稱為CPSK）。另外，當(dāng)不使用位模式來設(shè)定信號的相位時，可以對它做一定量的改變。該解調(diào)是確定變化的相位，而不是收到的信號的相位本身。這一計劃的關(guān)鍵在于各個階段相位之間的區(qū)別，被稱為差分相移鍵控（差分相移鍵控）。差分相移鍵控在執(zhí)行上顯然比普通的PSK簡單，因為在解調(diào)時，沒有用到必要的參考信號來確定收到信號確切的相位（這是不相干方式）。作為交換，它會產(chǎn)生更多的錯誤。特別是正在檢波的情況下，更高的要求是要確定那些方式在使用。二進制相移鍵控（BPSK調(diào)制）：BPSK（有時也稱為倒相鍵控）是最簡單形式的PSK。它使兩個相位分開180°，因此也可稱為二進制相移鍵控。它沒有坐標位置點的位置顧慮，而且在這個數(shù)字上顯示他們的是實軸，即0°和180°。這種調(diào)制方式是所有PSK調(diào)制中最不精確的，因為它會發(fā)生嚴重扭曲，使解調(diào)出現(xiàn)嚴重誤差。它能調(diào)節(jié)1比特/符號，因此由于帶寬是有限的所以不適合高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用。正交相移鍵控（QPSK調(diào)制）：有時稱為四相相移鍵控，四相移鍵控，或4-QAM調(diào)制[6]，四點的QPSK使用的星座圖。與四個相位相比，可編碼的QPSK是兩個bits每符號。使用灰度編碼，以盡量減少誤碼率-增長率的兩倍的BPSK。分析表明，與數(shù)據(jù)傳輸速率相比，調(diào)制系統(tǒng)，可能會增加一倍同時保持帶寬的信號或需要減少一半的帶寬以保持數(shù)據(jù)傳輸速率的BPSK。雖然QPSK調(diào)制可視為第四紀調(diào)制，但更容易把它看作是兩個獨立調(diào)制正交運行。這一解釋，即偶數(shù)（或奇數(shù)）位被用來調(diào)節(jié)的相組成的載波，而奇數(shù)（或偶數(shù)）位被用來調(diào)節(jié)正交相組成的載波。BPSK調(diào)制上使用這兩個運行，他們是可以獨立解調(diào)的。π/4-QPSK：最后一種多進制的QPSK使用兩個相同的星座旋轉(zhuǎn)了45°（π/4弧度，因此得名）而交替產(chǎn)生的。通常情況下，奇數(shù)符號用來選擇其中一點，星座和其他符號選擇其他點。這也減少了一個最大180°的相位變化，但實際上最高只有135°，因此波動幅度π/4-QPSK調(diào)制是四相移相鍵控之間和非偏移QPSK調(diào)制的組合。這種調(diào)制體制有一個性質(zhì)：如果用復(fù)數(shù)域來表示調(diào)制信號，那么其任何特性曲線不會過原點，換句話說，信號不會過原點。這顯然降低了動態(tài)范圍的波動，這種可取的信號是工程通信信號。另一方面，4–QPSK體制憑借其容易解調(diào)的優(yōu)點，已經(jīng)在實際工程中被采用，比如，時分多址移動電話系統(tǒng)。該調(diào)制信號下面顯示短期隨機二進制數(shù)據(jù)流。連續(xù)符號取自兩個星座中的顯示圖。因此，'藍色'星座的坐標中的（0,0）對應(yīng)'綠色'星座坐標中的（1,1）。請注意，兩個部分波改變，是因為它們之間進行了切換坐標，但總的信號的幅度保持不變。也就是相之間轉(zhuǎn)移的前兩個時序圖。SOQPSK：自由形狀偏移的QPSK（SOQPSK）是互費赫爾專利的QPSK（FQPSK），也就是說，無論哪一種發(fā)射機使用，一個整合和轉(zhuǎn)儲抵消的QPSK探測器產(chǎn)生同樣的輸出。這些調(diào)制的I和Q波形變化等，即使在信號振幅過渡，他們的信號都保持不變。（而不是從一個即時程序到另一個象征，甚至恒定線性振幅從一個符號循環(huán)到下一個）。高階調(diào)制：任何數(shù)量的相移可能被用來構(gòu)成一個調(diào)制星座，但8相移鍵控通常是最高的PSK星座應(yīng)用。超過8相位時，錯誤率過高，而且變得更為復(fù)雜，如正交幅度調(diào)制（QAM）。雖然可用任何數(shù)量的相移，但事實是：星座通常必須處理二進制數(shù)據(jù)，意味著，一些符號功率通常是2，這也允許同樣數(shù)量的比特率。差分相移鍵控（DPSK）：對于一個信號，能表明已編碼的差異，可以有明顯的替代方法的解調(diào)。而不是像往常一樣無視載波相位的模糊性，將接連兩次收到的相位符號進行比較，并確定哪些數(shù)據(jù)必須是。當(dāng)差分編碼中使用這種方式時，該方式則被稱為差分相移鍵控（差分相移鍵控）。請注意，只有微妙的不同：從差異編碼調(diào)制以來，在接收端，收到的符號不是逐一解碼星座點，而是直接相互的比較。外文原文Therearethreemajorclassesofdigitalmodulationtechniquesusedfortransmissionofdigitallyrepresenteddata:Amplitude-shiftkeying(ASK)、Frequency-shiftkeying(FSK)、Phase-shiftkeying(PSK)Allconveydatabychangingsomeaspectofabasesignal,thecarrierwave,(usuallyasinusoid)inresponsetoadatasignal.InthecaseofPSK,thephaseischangedtorepresentthedatasignal.Therearetwofundamentalwaysofutilizingthephaseofasignalinthisway:Byviewingthephaseitselfasconveyingtheinformation,inwhichcasethedemodulatormusthaveareferencesignaltocomparethereceivedsignal'sphaseagainst;orByviewingthechangeinthephaseasconveyinginformation—differentialschemes,someofwhichdonotneedareferencecarrier(toacertainextent).AconvenientwaytorepresentPSKschemesisonaconstellationdiagram.ThisshowsthepointsintheArgandplanewhere,inthiscontext,therealandimaginaryaxesaretermedthein-phaseandquadratureaxesrespectivelyduetotheir90°separation.Sucharepresentationonperpendicularaxeslendsitselftostraightforwardimplementation.Theamplitudeofeachpointalongthein-phaseaxisisusedtomodulateacosine(orsine)waveandtheamplitudealongthequadratureaxistomodulateasine(orcosine)wave.InPSK,theconstellationpointschosenareusuallypositionedwithuniformangularspacingaroundacircle.Thisgivesmaximumphase-separationbetweenadjacentpointsandthusthebestimmunitytocorruption.Theyarepositionedonacirclesothattheycanallbetransmittedwiththesameenergy.Inthisway,themoduliofthecomplexnumberstheyrepresentwillbethesameandthussowilltheamplitudesneededforthecosineandsinewaves.Twocommonexamplesare"binaryphase-shiftkeying"(BPSK)whichusestwophases,and"quadraturephase-shiftkeying"(QPSK)whichusesfourphases,althoughanynumberofphasesmaybeused.Sincethedatatobeconveyedareusuallybinary,thePSKschemeisusuallydesignedwiththenumberofconstellationpointsbeingapowerof2.Phase-shiftkeying(PSK)isadigitalmodulationschemethatconveysdatabychanging,ormodulating,thephaseofareferencesignal(thecarrierwave).Anydigitalmodulationschemeusesafinitenumberofdistinctsignalstorepresentdigitaldata.PSKusesafinitenumberofphases,eachassignedauniquepatternofbinarybits.Usually,eachphaseencodesanequalnumberofbits.Eachpatternofbitsformsthesymbolthatisrepresentedbytheparticularphase.Thedemodulator,whichisdesignedspecificallyforthesymbol-setusedbythemodulator,determinesthephaseofthereceivedsignalandmapsitbacktothesymbolitrepresents,thusrecoveringtheoriginaldata.Thisrequiresthereceivertobeabletocomparethephaseofthereceivedsignaltoareferencesignal—suchasystemistermedcoherent(andreferredtoasCPSK).Alternatively,insteadofusingthebitpatternstosetthephaseofthewave,itcaninsteadbeusedtochangeitbyaspecifiedamount.Thedemodulatorthendeterminesthechangesinthephaseofthereceivedsignalratherthanthephaseitself.Sincethisschemedependsonthedifferencebetweensuccessivephases,itistermeddifferentialphase-shiftkeying(DPSK).DPSKcanbesignificantlysimplertoimplementthanordinaryPSKsincethereisnoneedforthedemodulatortohaveacopyofthereferencesignaltodeterminetheexactphaseofthereceivedsignal(itisanon-coherentscheme).Inexchange,itproducesmoreerroneousdemodulations.Theexactrequirementsoftheparticularscenariounderconsiderationdeterminewhichschemeisused.Binaryphase-shiftkeying(BPSK)：BPSK(alsosometimescalledPRK,PhaseReversalKeying)isthesimplestformofPSK.Itusestwophaseswhichareseparatedby180°andsocanalsobetermed2-PSK.Itdoesnotparticularlymatterexactlywheretheconstellationpointsarepositioned,andinthisfiguretheyareshownontherealaxis,at0°and180°.ThismodulationisthemostrobustofallthePSKssinceittakesseriousdistortiontomakethedemodulatorreachanincorrectdecision.Itis,however,onlyabletomodulateat1bit/symbol(asseeninthefigure)andsoisunsuitableforhighdata-rateapplicationswhenbandwidthislimited.Quadraturephase-shiftkeying(QPSK)：SometimesknownasquaternaryorquadriphasePSK,4-PSK,or4-QAM[6],QPSKusesfourpointsontheconstellationdiagram,equispacedaroundacircle.Withfourphases,QPSKcanencodetwobitspersymbol,WithGraycodingtominimizetheBER—twicetherateofBPSK.AnalysisshowsthatthismaybeusedeithertodoublethedataratecomparedtoaBPSKsystemwhilemaintainingthebandwidthofthesignalortomaintainthedata-rateofBPSKbuthalvethebandwidthneeded.AlthoughQPSKcanbeviewedasaquaternarymodulation,itiseasiertoseeitastwoindependentlymodulatedquadraturecarriers.Withthisinterpretation,theeven(orodd)bitsareusedtomodulatethein-phasecomponentofthecarrier,whiletheodd(oreven)bitsareusedtomodulatethequadrature-phasecomponentofthecarrier.BPSKisusedonbothcarriersandtheycanbeindependentlydemodulated.π/4–QPSK：ThisfinalvariantofQPSKusestwoidenticalconstellationswhicharerotatedby45°(π/4radians,hencethename)withrespecttooneanother.Usually,eithertheevenoroddsymbolsareusedtoselectpointsfromoneoftheconstellationsandtheothersymbolsselectpointsfromtheotherconstellation.Thisalsoreducesthephase-shiftsfromamaximumof180°,butonlytoamaximumof135°andsotheamplitudefluctuationsofπ4–QPSKarebetweenOQPSKandnon-offsetQPSK.Onepropertythismodulationschemepossessesisthatifthemodulatedsignalisrepresentedinthecomplexdomain,itdoesnothaveanypathsthroughtheorigin.Inotherwords,thesignaldoesnotpassthroughtheorigin.Thislowersthedynamicalrangeoffluctuationsinthesignalwhichisdesirablewhenengineeringcommunicationssignals.Ontheotherhand,π/4–QPSKlendsitselftoeasydemodulationandhasbeenadoptedforusein,forexample,TDMAcellulartelephonesystems.Themodulatedsignalisshownbelowforashortsegmentofarandombinarydatastream.TheconstructionisthesameasaboveforordinaryQPSK.Successivesymbolsaretakenfromthetwoconstellationsshowninthediagram.Thus,thefirstsymbol(11)istakenfromthe'blue'constellationandthesecondsymbol(00)istakenfromthe'green'constellation.Notethatmagnitudesofthetwocomponentwaveschangeastheyswitchbetweenconstellations,butthetotalsignal'smagnituderemainsconstant.Thephase-shiftsarebetweenthoseofthetwoprevioustiming-diagrams.SOQPSK：Thelicense-freeshaped-offsetQPSK(SOQPSK)isinteroperablewithFeherpatentedQPSK(FQPSK),inthesensethatanintegrate-and-dumpoffsetQPSKdetectorproducesthesameoutputnomatterwhichkindoftransmitterisused.ThesemodulationscarefullyshapetheIandQwaveformssuchthattheychangeverysmoothly,andthesignalstaysconstant-amplitudeevenduringsignaltransitions.(Ratherthantravelinginstantlyfromonesymboltoanother,orevenlinearly,ittravelssmoothlyaroundtheconstant-amplitudecirclefromonesymboltothenext).ThestandarddescriptionofSOQPSK-TGinvolvesternarysymbols.Higher-orderPSK：AnynumberofphasesmaybeusedtoconstructaPSKconstellationbut8-PSKisusuallythehighestorderPSKconstellationdeployed.Withmorethan8phases,theerror-ratebecomestoohighandtherearebetter,thoughmorecomplex,modul