QPSK調(diào)制和糾錯(cuò)碼外文翻譯

共5頁(yè)第7頁(yè)密級(jí)分類號(hào)編號(hào)成績(jī)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯原文標(biāo)題QPSKModulationandErrorCorrectingCodes譯文標(biāo)題QPSK調(diào)制和糾錯(cuò)碼作者所在系別作者所在專業(yè)作者所在班級(jí)作者姓名作者學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱講師完成時(shí)間年7月譯文標(biāo)題QPSK調(diào)制和糾錯(cuò)碼原文標(biāo)題QPSKModulationandErrorCorrectingCodes作者M(jìn)ichaelDeLucca.譯名邁克爾德·盧卡國(guó)籍美國(guó)原文出處MichaelDeLucca.QPSKModulationandErrorCorrectingCodes.2003QPSK調(diào)制和糾錯(cuò)碼邁克爾德·盧卡美國(guó)數(shù)字調(diào)制主要有三個(gè)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(dá)的數(shù)據(jù)通過(guò)改變某些方面的基礎(chǔ)信號(hào)，載波（通常是正弦波），來(lái)響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)。在PSK情況下，相位的更改代表著數(shù)據(jù)信號(hào)。以這種方式傳達(dá)信號(hào)有兩種基本的方式：通過(guò)查看相位本身傳達(dá)的信息，在這種情況下，解調(diào)器必須有一個(gè)參考信號(hào)進(jìn)行比較接收信號(hào)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(jì)劃，（在一定程度上）其中一些數(shù)據(jù)不需要相位來(lái)參考載波。星座圖是一種表達(dá)PSK原理的便捷方式。因?yàn)橥嗪驼惠S分別于其90°分離，為此參考點(diǎn)的實(shí)部和虛軸限定了此點(diǎn)，。這樣一個(gè)代表性的垂直軸適合于簡(jiǎn)單的實(shí)施。在相軸振幅沿線的各點(diǎn)用來(lái)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(diǎn)的位置選擇通常與統(tǒng)一角間距約一個(gè)圓圈。這使最高相分離相鄰點(diǎn)，因此最好的防止波形干涉失真。它們是定位在一個(gè)圓圈，使它們都可以以同樣的傳播能量。通過(guò)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(jiàn)的例子是“二進(jìn)制相移鍵控”（BPSK調(diào)制）采用分兩個(gè)階段進(jìn)行，和“正交相移鍵控”（QPSK調(diào)制）使用四個(gè)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(dá)通常二進(jìn)制，PSK方式通常是和一個(gè)星座點(diǎn)的數(shù)目一起設(shè)計(jì)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(jì)劃，它通過(guò)改變或調(diào)節(jié)該參考信號(hào)（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(hào)代表數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。PSK采用有限幾個(gè)相位，每個(gè)指定一個(gè)唯一的二進(jìn)制位的模式。通常情況下，每個(gè)相位編碼相同數(shù)目的比特位。每個(gè)位形成一個(gè)映像，它被特殊符號(hào)所代表。該解調(diào)器是專門針對(duì)符號(hào)設(shè)置使用的調(diào)制器，確定收到信號(hào)的相位和收到代表它的象征的地圖，從而恢復(fù)原來(lái)的數(shù)據(jù)。這就要求接收機(jī)能夠比較接收信號(hào)為參考信號(hào)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(lái)設(shè)定信號(hào)的相位時(shí)，可以對(duì)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(hào)的相位本身。這一計(jì)劃的關(guān)鍵在于各個(gè)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(jiǎn)單，因?yàn)樵诮庹{(diào)時(shí)，沒(méi)有用到必要的參考信號(hào)來(lái)確定收到信號(hào)確切的相位（這是不相干方式）。作為交換，它會(huì)產(chǎn)生更多的錯(cuò)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(jìn)制相移鍵控（BPSK調(diào)制）：BPSK（有時(shí)也稱為倒相鍵控）是最簡(jiǎn)單形式的PSK。它使兩個(gè)相位分開(kāi)180°，因此也可稱為二進(jìn)制相移鍵控。它沒(méi)有坐標(biāo)位置點(diǎn)的位置顧慮，而且在這個(gè)數(shù)字上顯示他們的是實(shí)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?yàn)樗鼤?huì)發(fā)生嚴(yán)重扭曲，使解調(diào)出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。它能調(diào)節(jié)1比特/符號(hào)，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(shí)稱為四相相移鍵控，四相移鍵控，或4-QAM調(diào)制[6]，四點(diǎn)的QPSK使用的星座圖。與四個(gè)相位相比，可編碼的QPSK是兩個(gè)bits每符號(hào)。使用灰度編碼，以盡量減少誤碼率-增長(zhǎng)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(huì)增加一倍同時(shí)保持帶寬的信號(hào)或需要減少一半的帶寬以保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率的BPSK。雖然QPSK調(diào)制可視為第四紀(jì)調(diào)制，但更容易把它看作是兩個(gè)獨(dú)立調(diào)制正交運(yùn)行。這一解釋，即偶數(shù)（或奇數(shù)）位被用來(lái)調(diào)節(jié)的相組成的載波，而奇數(shù)（或偶數(shù)）位被用來(lái)調(diào)節(jié)正交相組成的載波。BPSK調(diào)制上使用這兩個(gè)運(yùn)行，他們是可以獨(dú)立解調(diào)的。π/4-QPSK：最后一種多進(jìn)制的QPSK使用兩個(gè)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(hào)用來(lái)選擇其中一點(diǎn)，星座和其他符號(hào)選擇其他點(diǎn)。這也減少了一個(gè)最大180°的相位變化，但實(shí)際上最高只有135°，因此波動(dòng)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(gè)性質(zhì)：如果用復(fù)數(shù)域來(lái)表示調(diào)制信號(hào)，那么其任何特性曲線不會(huì)過(guò)原點(diǎn)，換句話說(shuō)，信號(hào)不會(huì)過(guò)原點(diǎn)。這顯然降低了動(dòng)態(tài)范圍的波動(dòng)，這種可取的信號(hào)是工程通信信號(hào)。另一方面，4–QPSK體制憑借其容易解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在實(shí)際工程中被采用，比如，時(shí)分多址移動(dòng)電話系統(tǒng)。該調(diào)制信號(hào)下面顯示短期隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。連續(xù)符號(hào)取自兩個(gè)星座中的顯示圖。因此，'藍(lán)色'星座的坐標(biāo)中的（0,0）對(duì)應(yīng)'綠色'星座坐標(biāo)中的（1,1）。請(qǐng)注意，兩個(gè)部分波改變，是因?yàn)樗鼈冎g進(jìn)行了切換坐標(biāo)，但總的信號(hào)的幅度保持不變。也就是相之間轉(zhuǎn)移的前兩個(gè)時(shí)序圖。SOQPSK：自由形狀偏移的QPSK（SOQPSK）是互費(fèi)赫爾專利的QPSK（FQPSK），也就是說(shuō)，無(wú)論哪一種發(fā)射機(jī)使用，一個(gè)整合和轉(zhuǎn)儲(chǔ)抵消的QPSK探測(cè)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(hào)振幅過(guò)渡，他們的信號(hào)都保持不變。（而不是從一個(gè)即時(shí)程序到另一個(gè)象征，甚至恒定線性振幅從一個(gè)符號(hào)循環(huán)到下一個(gè)）。高階調(diào)制：任何數(shù)量的相移可能被用來(lái)構(gòu)成一個(gè)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(guò)8相位時(shí)，錯(cuò)誤率過(guò)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(shí)是：星座通常必須處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，意味著，一些符號(hào)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(duì)于一個(gè)信號(hào)，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(wú)視載波相位的模糊性，將接連兩次收到的相位符號(hào)進(jìn)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(shí)，該方式則被稱為差分相移鍵控（差分相移鍵控）。請(qǐng)注意，只有微妙的不同：從差異編碼調(diào)制以來(lái)，在接收端，收到的符號(hào)不是逐一解碼星座點(diǎn)，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