通信專業(yè)考研復(fù)試要了解的專業(yè)素養(yǎng)知識:調(diào)制與解調(diào)



常用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)及應(yīng)用
1.1 QPSK(四相相移鍵控)技術(shù)及應(yīng)用
(1)QPSK技術(shù)
在相移鍵控(PSK)技術(shù)中,通過改變載波信號的相位來表示二進(jìn)制數(shù)0、1,而相位改變的同時,最大振幅和頻率則保持不變。例如,可以用兩種不同相位的正弦信號分別表示0和1,用0°相位表示0,用180°相位表示1,這種PSK技術(shù)稱為二相位PSK或2-PSK,信號之間的相位差為180°。
同樣,可以用4種不同相位的正弦信號分別表示00、01、10和11,例如,用0°相位表示00,用90°相位表示01,用180°相位表示10,用270°相位表示11。這樣每種相位的正弦信號可以表示兩位二進(jìn)制信息,信號之間的相位差為90°,這種PSK技術(shù)稱為四相位PSK或QPSK,由于4個相位與四進(jìn)制的4個符號相對應(yīng),也稱四進(jìn)制PSK調(diào)制。因每種相位的正弦信號可以表示兩位二進(jìn)制信息,與2-PSK相比,其編碼效率提高了1倍。
以此類推,當(dāng)不同相位的載波數(shù)為8、16……時,分別稱為8-PSK(八進(jìn)制PSK)、16-PSK(十六進(jìn)制PSK)……,理論上,不同相位差的載波越多,可以表征的數(shù)字輸入信息越多,頻帶的壓縮能力越強(qiáng),可以減小由于信道特性引起的碼間串?dāng)_的影響,從而提高數(shù)字通信的有效性。但在多相調(diào)制時,相位取值數(shù)增大,信號之間的相位差也就減小,傳輸?shù)目煽啃詫㈦S之降低,因而實際中用得較多的是四相制(4-PSK)和八相制(8-PSK)。
(2)QPSK的應(yīng)用
QPSK廣泛應(yīng)用于數(shù)字微波通信系統(tǒng)、數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶接入與移動通信及有線電視的上行傳輸。在衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸中普遍采用的QPSK調(diào)諧器可以說是當(dāng)今衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸中對衛(wèi)星功率、傳輸效率、抗干擾性以及天線尺寸等多種因素綜合考慮的最佳選擇。歐洲與日本的數(shù)字電視首先考慮的是衛(wèi)星信道,采用QPSK調(diào)制,我國也出現(xiàn)了采用QPSK調(diào)制解調(diào)的衛(wèi)星廣播和數(shù)字電視機(jī)。
要實現(xiàn)衛(wèi)星電視的數(shù)字化,必須在衛(wèi)視傳輸中采用高效的調(diào)制器和先進(jìn)的壓縮技術(shù),因為我國現(xiàn)行的PAL制彩色電視是采用625行/50場,其視頻帶寬5 MHz,根據(jù)4∶2∶2的標(biāo)準(zhǔn),625行/50場的亮度信號(Y)的取樣頻率為13.5 MHz,每個色差信號(R-Y)和(B-Y)的取樣頻率均為6.75 MHz。當(dāng)Y,(R-Y),(B-Y)信號的每個取樣為8 bit量化時,電視信號經(jīng)數(shù)字化后的亮度信號碼率為13.5×8=108 Mbps,色度信號的碼率為6.75×8×2=108 Mbps,總碼率為色亮碼率之和,即216 Mbps,在現(xiàn)有的傳輸媒介中要傳送這樣寬帶的數(shù)字電視信號是不可能的。
采用四相相移鍵控(QPSK)調(diào)制之后,可把傳輸?shù)膸捊档?00 MHz左右,再使用電視圖像及伴音壓縮編碼技術(shù),常用MPEG-2(運(yùn)動圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)),可以把數(shù)字電視信號中包含的冗余信息去除,即在保證接收端電視圖像質(zhì)量的前提下,采用數(shù)字視頻壓縮技術(shù),可以降低傳送碼率,使傳送帶寬減少,實現(xiàn)多路傳輸。目前,已經(jīng)可以做到把216 Mbps速率的數(shù)字電視信號壓縮到5 Mbps,使原來只能傳送1路模擬電視的36 Mbps衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器,現(xiàn)在可同時傳送5路數(shù)字電視信號。這樣,數(shù)字信號經(jīng)碼率壓縮技術(shù)處理后,信號傳輸容量會得到數(shù)倍甚至數(shù)十倍的增加。
1.2 QAM(正交幅度調(diào)制)技術(shù)及應(yīng)用
(1) QAM技術(shù)
正交幅度調(diào)制(QAM)是一種矢量調(diào)制,它將輸入比特先映射(一般采用格雷碼)到一個復(fù)平面(星座)上,形成復(fù)數(shù)調(diào)制符號,然后將符號的I、Q分量(對應(yīng)復(fù)平面的實部和虛部)采用幅度調(diào)制,分別對應(yīng)調(diào)制在相互正交(時域正交)的兩個載波(cos wt和sin wt)上。這樣與幅度調(diào)制(AM)相比,其頻譜利用率提高1倍。QAM是幅度、相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù),它同時利用了載波的幅度和相位來傳遞信息比特,因此在最小距離相同的條件下可實現(xiàn)更高的頻帶利用率,目前QAM最高已達(dá)到1024QAM(1 024個樣點)。樣點數(shù)目越多,其傳輸效率越高,例如具有16個樣點的16-QAM信號,每個樣點表示一種矢量狀態(tài),16-QAM有16態(tài),每4位二進(jìn)制數(shù)規(guī)定了16態(tài)中的一態(tài),16-QAM中規(guī)定了16種載波和相位的組合,16-QAM的每個符號和周期傳送4比特。
(2)QAM應(yīng)用
QAM調(diào)制主要用在有線數(shù)字視頻廣播和寬帶接入等通信系統(tǒng)方面。
QAM調(diào)制方式的多媒體高速寬帶數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)采用DVB-C有線數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn),代表著數(shù)字化發(fā)展方向,有16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM之分,數(shù)字越大,頻帶利用率越高,但同時抗干擾能力也隨之降低。采用64QAM調(diào)制方式,可在傳統(tǒng)的8 MHz模擬頻道帶寬上傳輸約40 Mbps數(shù)據(jù)流,可在一個標(biāo)準(zhǔn)PAL通道上傳輸4~8套數(shù)字電視節(jié)目,它的末端用戶可以是計算機(jī),也可以是帶數(shù)字機(jī)頂盒的電視機(jī)。QAM在安全授權(quán)方面比QPSK調(diào)制方式更可靠,完全能滿足海量信息傳輸?shù)男枰鋫鬏斔俾矢?,通道還可優(yōu)化。
QAM目前還被廣泛用于ADSL調(diào)制技術(shù),在QAM調(diào)制中,發(fā)送數(shù)據(jù)在比特/符號編碼器內(nèi)被分成速率各為原來1/2的兩路信號,分別與一對正交調(diào)制分量相乘,求和后輸出。接收端完成相反過程,正交解調(diào)出兩個相反碼流,均衡器補(bǔ)償由信道引起的失真,判決器識別復(fù)數(shù)信號并映射回二進(jìn)制信號。采用QAM調(diào)制技術(shù),信道帶寬至少要等于碼元速率,為了定時恢復(fù),還需要另外的帶寬,一般要增加15%左右。與其他調(diào)制技術(shù)相比,QAM調(diào)制技術(shù)具有充分利用帶寬、抗噪聲強(qiáng)等特點。
1.3 VSB(殘留邊帶調(diào)制)技術(shù)及應(yīng)用
(1)VSB技術(shù)
殘留邊帶調(diào)制(VSB)是一種幅度調(diào)制法(AM),它是在雙邊帶調(diào)制的基礎(chǔ)上,通過設(shè)計適當(dāng)?shù)妮敵鰹V波器,使信號一個邊帶的頻譜成分原則上保留,另一個邊帶頻譜成分只保留小部分(殘留)。該調(diào)制方法既比雙邊帶調(diào)制節(jié)省頻譜,又比單邊帶易于解調(diào)。在殘留邊帶調(diào)制方式中,根據(jù)調(diào)制電平級數(shù)的不同,VSB可分為4-VSB,8-VSB,16-VSB等,其中的數(shù)字表示調(diào)制電平級數(shù)。如8-VSB,表示有8種調(diào)制電平,即+7,+5,+3,+1,-1,-3,-5,-7等8種電平(和八進(jìn)制的8個符號相對應(yīng)),這樣每個調(diào)制符號可攜帶3比特信息。16-VSB,32-VSB的工作原理與此類似。
(2)VSB的應(yīng)用
由于VSB抗多徑能力差,在移動接收方面,即使采用4-VSB,其效果也不令人滿意。但殘留邊帶調(diào)制的優(yōu)點是技術(shù)成熟,便于實現(xiàn),對發(fā)射機(jī)功放的峰均比要求低。上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)等高校和研究所自主研制和完成了我國第一套完整的含基于單載波VSB技術(shù)和多載波COFDM(編碼的正交頻分復(fù)用調(diào)制)技術(shù)兩種傳輸方案的HDTV地面廣播傳輸系統(tǒng),已實現(xiàn)了我國數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)技術(shù)的整體重大突破,率先攻克了單載波調(diào)制技術(shù)無法在數(shù)字電視地面廣播傳輸方面同時實現(xiàn)固定/移動接收這一核心技術(shù)難題,解決了數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)的7項重大關(guān)鍵技術(shù)。
1.4 OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制技術(shù)及應(yīng)用
正交頻分復(fù)用是一種多載波調(diào)制方式。編碼的正交頻分復(fù)用就是將經(jīng)過信道編碼后的數(shù)據(jù)符號分別調(diào)制到頻域上相互正交的大量子載波上,然后將所有調(diào)制后信號疊加(復(fù)用),形成OFDM時域符號。
由于正交頻分復(fù)用采用大量(N個)子載波的并行傳輸,在相等的傳輸數(shù)據(jù)率下,OFDM時域符號長度是單載波符號長度的N倍,這樣其抗符號間干擾(ISI)的能力可顯著提高,從而減輕對均衡的要求。
由于OFDM符號是大量相互獨立信號的疊加,從統(tǒng)計意義上講,其幅度近似服從高斯分布,這就造成OFDM信號的峰均功率比高,從而提高了對發(fā)射機(jī)功放線性度的要求,降低了發(fā)射機(jī)的功率效率。
目前,歐洲數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DVB-T中采用的就是COFDM。由于COFDM調(diào)制抗動態(tài)多徑干擾能力強(qiáng),使得其既可用于地面?zhèn)鬏敼潭ń邮?,也可用于便攜和移動接收。在我國數(shù)字電視地面廣播上海試驗區(qū),公交920路進(jìn)行的測試表明,即使在城區(qū)多徑豐富的地區(qū),接收效果也良好。
單載波調(diào)制和多載波調(diào)制優(yōu)缺點比較
大家都知道,上海交大的ADTB-T方案和清華的DMB-T方案,雙方爭論的焦點就是,單載波調(diào)制性能優(yōu)越還是多載波調(diào)制性能優(yōu)越。因此,在這里還是有必要簡單介紹一下,什么是單載波調(diào)制和多載波調(diào)制。??
所謂單載波調(diào)制,就是將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流調(diào)制到單個載波上進(jìn)行傳送,如:4-QAM(QPSK)、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是單載波調(diào)制。??
上海交大的ADTB-T方案選用的是單載波調(diào)制,在1999年50周年大慶試播的時候,上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB數(shù)字調(diào)制,到后來才改為16-QAM數(shù)字調(diào)制。??
QAM調(diào)制也叫正交幅度調(diào)制,簡稱正交調(diào)幅;因為正交調(diào)幅有很多種調(diào)制模式,如上面列出的就有7種,一般記為n-QAM,n表示各種調(diào)制映射到星座圖上的模數(shù)。模數(shù)越低,調(diào)制和解調(diào)電路就越簡單,但傳輸?shù)拇a率也相應(yīng)降低,例如:4-QAM的碼率為2bit/S,而16-QAM的碼率為4bit/S。一般,信號傳輸條件越差,選擇的模式就越低,例如:衛(wèi)星通信只能選擇QPSK,而有線電視可選64-QAM和128-QAM,甚至256-QAM;對于地面電視廣播,信號發(fā)送一般選8-QAM、16-QAM、32-QAM,最高只能選到64-QAM。??
??? 正交調(diào)幅就是把一序列需要傳送的數(shù)字信號(2進(jìn)制碼)分成兩組,并分別對兩組數(shù)字信號進(jìn)行幅度編碼,使之變成幅度不同的調(diào)制信號,即I信號和Q信號,然后用I信號和Q信號分別對兩個頻率相同,但相位正好相差 的兩個載波進(jìn)行調(diào)幅,最后再把兩路調(diào)制過的信號合成在一起進(jìn)行傳送。由于在調(diào)制之前已經(jīng)對輸入信號進(jìn)行過幅度編碼,因此,這種調(diào)制也稱為正交數(shù)字幅度調(diào)制。??
我國的HDTV如選用MPGE-2編碼,最高傳送碼率大約為20M bit/S,如果選用16-QAM調(diào)制模式,其頻譜利用率是每赫芝傳送4位數(shù)據(jù),即碼率為4bit/S。由此可知其載波最高頻率約為6MHz,經(jīng)高頻調(diào)制后采用殘留邊帶發(fā)送,其載頻帶寬大約為7點多MHz。??
所謂多載波調(diào)制,就是將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,然后調(diào)制到在每個子信道上進(jìn)行傳輸。如:n-COFDM,其中n為子載波數(shù)目。清華的DMB-T方案選用的是多載波調(diào)制,在DMB-T方案中采用3780-COFDM調(diào)制方式。多載波調(diào)制也叫編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制。??
就多載波調(diào)制中的各個載波而言,其調(diào)制的工作原理與n-QAM單載波調(diào)制的工作原理基本相同,只是把需要傳送的數(shù)據(jù)分成很多組(這里為3780組),然后每組再分成兩組,通過幅度編碼以后便可生成兩組I信號和Q信號,而后用3780組I信號和Q信號分別對3780個頻率各不相同的載波進(jìn)行正交調(diào)制,最后把所有的調(diào)制信號合在一起進(jìn)行傳送。
??? 上面我們簡單介紹了單載波調(diào)制和多載波調(diào)制的工作原理,下面我們進(jìn)一步來分析單載波調(diào)制和多載波調(diào)制的優(yōu)、缺點。
根據(jù)上面分析,采用16-QAM單載波調(diào)制,其最高碼率為24Mbit/S,載波頻率為6MHz;如果選用多載波調(diào)制,在碼率同樣為24Mbit/S的情況下,采用3780-OFDM多載波調(diào)制,對于3780個載波平均下來,每個載波平均傳送的碼率大約只有6.3Kbit/S,這樣,哪怕每個載波都選用QPSK調(diào)制,其載波的最高頻率還是可以選得很低;如果選用16-QAM或64-QAM調(diào)制,其載波的最高頻率還可以進(jìn)一步降低。但這是在沒有考慮解碼以及圖像信號處理需要時間的理想情況,實際并不是這樣。??
一方面,在數(shù)字電視機(jī)中,選用的載波頻率也不能太低,因為,數(shù)字信號傳送的速度一定要大于圖像信號處理的速度,這樣,最后輸出信號才不會產(chǎn)生間斷。例如,我國HDTV的行掃描頻率大約為32KHz,如果不考慮MPEG解碼電路以及圖像信號處理電路對輸入信號處理所需要的時間,那么,多載波的最低頻率就不能低于32KHz,否則,行掃描電路就會出現(xiàn)沒有信號可掃描的情況,圖像顯示就會出現(xiàn)間斷。因此,MPEG解碼電路以及圖像信號處理電路對數(shù)字信號傳送速度也有同樣的要求。
另一方面,多載波解調(diào)制對數(shù)字信號進(jìn)行分批處理時候,每次都需要等3780個載波傳送的數(shù)據(jù)全部到齊以后,才能一次性地對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,即需要對信號進(jìn)行并轉(zhuǎn)串處理;因此,其解調(diào)制過程消耗的時間相對來說比較長,其最低頻率也就不能取得很低。另外,多載波調(diào)制一般都不采用殘留邊帶發(fā)送,因此,調(diào)制后的頻帶寬度相對于殘留邊帶發(fā)送來說大約要寬一倍。
綜合以上因素,就平均而言,多載波的平均頻率相對來說可以低一些,但載波的最高頻率與單載波的頻率相對來說,并不會相差很大。??
載波頻率低的最大好處就是,可以降低信號傳送過程中的多經(jīng)反射干擾(即圖像重影效應(yīng))。下面我們分三種情況來分析:
比如單載波頻率為6MHz,其周期為0.17uS,兩個正交載波相差1/4個周期(90°),為0.0425uS;由于電磁波的速度約等于光速,即每微妙為300米,那么,頻率為6MHz的載波對應(yīng)于一個周期所傳播的距離就是51米,即波長為51米;半個周期為25.5米(半波長),1/4個周期為12.75米(1/4波長)。??
如果反射體的路經(jīng)距離正好與電視接收點相差12.75米(或1/4波長的奇數(shù)倍),即電視接收機(jī)相當(dāng)于同時收到兩個信號,一個是主信號,另一個是反射信號,兩個調(diào)制載波信號的相位正好相差90°(1/4波長);這樣,兩個調(diào)制載波信號互相疊加以后,不但會改變原來信號的相位,同時也會改變信號的幅度,結(jié)果相當(dāng)于I和Q兩路信號互相串?dāng)_,并且,當(dāng)兩個信號疊加之后的相位差越接近時,即反射信號越強(qiáng),干擾就越嚴(yán)重;在這種情況下,數(shù)字電視接收機(jī)的調(diào)制解調(diào)電路可能無法正常解碼。??
如果反射體的路經(jīng)距離正好與電視接收點相差半個波長(25.5米,或半個波長的奇數(shù)倍),則兩個調(diào)制載波信號的相位正好相差180°(半波長),由于正交調(diào)制的兩路信號(I和Q)都是對載波的半波進(jìn)行幅度調(diào)制的,因此,兩路調(diào)制過的信號合成之后就相當(dāng)于是對載波的1/4波進(jìn)行調(diào)制;當(dāng)原信號正、負(fù)半周是對稱時,則兩個信號互相疊加的結(jié)果會使接收信號減弱,相當(dāng)于電視接收機(jī)接收靈敏度降低;當(dāng)原信號正、負(fù)半周不是對稱時,則兩個信號互相疊加的結(jié)果會使接收信號失真,相當(dāng)于兩路信號(I和Q)互相串?dāng)_,與兩個調(diào)制載波信號的相位相差90°時沒有多大區(qū)別。
如果反射體的路經(jīng)距離正好與電視接收點相差1個波長(51米,或1個波長的整數(shù)倍),兩個信號的相位正好相差360°(1個波長);當(dāng)原信號正、負(fù)半周為對稱時,則兩個信號互相疊加的結(jié)果會使接收信號加強(qiáng),相當(dāng)于電視接收機(jī)接收靈敏度提高;當(dāng)原信號正、負(fù)半周不是對稱時,則兩個信號互相疊加的結(jié)果會使接收信號失真,相當(dāng)于兩路信號(I和Q)互相串?dāng)_,與兩個調(diào)制載波信號的相位相差90°時沒有多大區(qū)別。
由此可見,只要接收到兩個信號(主信號和反射信號)的相位角相差正好是90°(1/4波長)的整數(shù)倍,對單載波正交調(diào)制信號造成的干擾最嚴(yán)重;對于其它相位差同樣也會產(chǎn)生干擾,只是干擾程度相對來說沒有90°時那么嚴(yán)重。
假設(shè)多載波的最高頻率只有3MHz,即為單載波頻率的二分之一,相對來說多載波的波長比較長;根據(jù)兩點之間的電磁場強(qiáng)度與距離的平方成反比的定理,可以求得,在1/4波長處是干擾最嚴(yán)重的地方,兩者的電磁場強(qiáng)度相差4倍。而對所有載波平均而言,甚至可以相差幾百倍,即多載波調(diào)制的多經(jīng)干擾相對來說比單載波輕。??
但多載波調(diào)制和解調(diào)的過程都非常麻煩,多個載波經(jīng)過調(diào)制后合在一起傳輸,解調(diào)時對其再進(jìn)行分離就非常困難;因為,在高碼率傳送之下,它無法用濾波電路把各個調(diào)制載波信號選出來,只能采用同步分離的方法,因此,它對同步信號的相位要求非常嚴(yán)格,所以多個載波對相位噪音的要求比單載波高很多。??
??? 如果多載波調(diào)制信號解調(diào)時各個載波信號分離不干凈,就相當(dāng)于多個載波之間會互相產(chǎn)生干擾,信噪比(S/N)就會降低。一般多載波解調(diào)電路要求信噪比(S/N)的門限值要比單載波解調(diào)電路高好幾個db(根據(jù)報道為3-4dB)。??
目前已經(jīng)有很多方法可以降低單載波多經(jīng)反射干擾,例如,采用數(shù)字延時均衡技術(shù),即從信號中取出一部分信號經(jīng)延時一個相位后再與原信號疊加,現(xiàn)在這種技術(shù)可以通過軟件控制來實現(xiàn),將來所有的數(shù)字信號接收機(jī)都可以采用這種技術(shù)。??
很多人都認(rèn)為,只有多載波調(diào)制才能用于移動電視接收機(jī),而單載波調(diào)制無法實現(xiàn)移動接收的功能。我認(rèn)為,這種想法毫無道理。??
??? 比如,一輛汽車的速度是每小時100公里(28米/秒),那么,它跑1/4周期(6MHz)的時間(0.0425uS)所對應(yīng)的距離就是1.19×10-6米,這相當(dāng)于2.3×10-8個波長;或它跑1/4波長的距離(12.75米)所對應(yīng)的時間為0.46秒,相當(dāng)于2710000個周期。這兩個結(jié)果無論是在時間上或在距離上都沒有可比性。因此,汽車速度對單載波的相位影響幾乎等于零。而受影響最大的反而應(yīng)該是,在0.46秒時間內(nèi),數(shù)字延時均衡電路是否能正常工作。??
而對于高頻載波在移動接收過程中產(chǎn)生的多普勒效應(yīng),它只影響接收頻率的偏移,這種影響對單載波調(diào)制和多載波調(diào)制都是一樣的。??
特別值得注意的是,由于ADTB-T是單載波技術(shù),因此,它對廣電原有的發(fā)射系統(tǒng)能夠很方便的接洽。根據(jù)資料分析,在前端數(shù)字化改造方面,交大方案的成本要比清華方案的成本節(jié)省約80~90%,僅需要一個MPEG和ADTB-T調(diào)制器即可利用原有模擬發(fā)射機(jī)發(fā)射數(shù)字信號,而清華方案必需要整套更換成全新的數(shù)字發(fā)射機(jī),這筆代價在邊遠(yuǎn)地區(qū)還是需要斟酌的很大的一筆開銷。??
同時,在衡量一個數(shù)字信號接收的時候,還需考慮信號的接收穩(wěn)定率;由于是數(shù)字信號的屬性是0和1,就是要么收到,要么收不到,這就凸現(xiàn)門限的意義;根據(jù)測試結(jié)果,DMB-T的接收門限比DVB-T低,可ADTB-T的接收門限比DMB-T還要低,這就是為什么采用ADTB-T的發(fā)射系統(tǒng)其覆蓋范圍比DMB-T的發(fā)射系統(tǒng)的覆蓋范圍更廣闊的原因,因為其門限低,采用ADTB-T接收機(jī)的靈敏度要比DMB-T接收機(jī)的靈敏度高3-4dB,因此,其能夠在更遠(yuǎn)的距離上接收弱信號。??
另外,上交大單載波系統(tǒng)在組建單頻網(wǎng)(SFN)時,對發(fā)射機(jī)時鐘頻率的精度和穩(wěn)定度的要求僅為E-9。這同任何多載波系統(tǒng)相比,要低三個數(shù)量級,因此,其工程造價較低。
在發(fā)射功率方面相比,上交大單載波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)平均功率是多載波系統(tǒng)的二分之一,其標(biāo)定功率則是后者的五分之一。即:在同樣的覆蓋范圍之內(nèi),為了實現(xiàn)高數(shù)據(jù)率的固定接收,上交大方案需要1kW的平均發(fā)射功率,則其發(fā)射機(jī)的標(biāo)定功率需要4kW,因為其峰均比(PAR)接近6dB。??
而對于多載波系統(tǒng)(以歐洲標(biāo)準(zhǔn)為代表)而言,如果要覆蓋相同的地區(qū),則其平均發(fā)射功率需要2.0-2.5kW。這是因為:多載波系統(tǒng)與單載波系統(tǒng)相比,載噪比(C/N)門限值要增加3-4 dB。其次,其發(fā)射機(jī)的標(biāo)定功率需要20-25kW,因為其峰均比(PAR)接近10dB。??
選用單載波系統(tǒng)將來還可以把地面接收和有線接收同用一個高頻頭和解碼器,因為,目前有線電視采用的調(diào)制方式基本上都是采用64-QAM,而地面?zhèn)鬏斠话愣疾捎?6-QAM,將來也可以選用64-QAM。??
??? 上面這些分析,對老百姓來說,不一定會感興趣;但老百姓感興趣的是,怎么樣能買到既便宜又好用的電視機(jī)。相比之下,交大方案數(shù)字電視接收機(jī)的生產(chǎn)成本大約要比清華方案的生產(chǎn)成本低20~30%。這很清楚,如果由老百姓自己來選擇的話,他們一定會知道自己應(yīng)該選擇什么樣的數(shù)字電視接收機(jī)。但什么時候老百姓有過自己的選擇權(quán),皇帝家的駙馬是由老百姓來選擇的嗎?
模擬調(diào)制與數(shù)字調(diào)制
1、模擬調(diào)制與數(shù)字調(diào)制的區(qū)別,不同點和相同點?
相同點:調(diào)制原理相同,調(diào)制目的相同,未調(diào)載波(正弦波相同);不同點:調(diào)制信號不同(前者為數(shù)字基帶信號s(t);后者為模擬基帶信號m(t)),已調(diào)載波的參量取值不同(前者離散取值,后者連續(xù)取值).
2、AM 、VSB、SSB、DSB帶寬大小調(diào)試 ?
AM:優(yōu)點是接收設(shè)備簡單;缺點是功率利用率低,抗干擾能力差。主要用在中波和短波調(diào)幅廣播。
DSB調(diào)制:優(yōu)點是功率利用率高,且?guī)捙cAM相同,但設(shè)備較復(fù)雜。應(yīng)用較少,一般用于點對點專用通信。
SSB調(diào)制:優(yōu)點是功率利用率和頻帶利用率都較高,抗干擾能力和抗選擇性衰落能力均優(yōu)于AM,而帶寬只有AM的一半;缺點是發(fā)送和接收設(shè)備都復(fù)雜。SSB常用于頻分多路復(fù)用系統(tǒng)中。
VSB調(diào)制:抗噪聲性能和頻帶利用率與SSB相當(dāng)。在電視廣播、數(shù)傳等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
FM: FM的抗干擾能力強(qiáng),廣泛應(yīng)用于長距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中。缺點是頻帶利用率低,存在門限效應(yīng)。
3、什么是線性、非線性調(diào)制?
在波形上,已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而正比地變化;在頻譜結(jié)構(gòu)上,它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移(精確到常數(shù)因子)。由于這種搬移是線性的,因此,幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制。
角度調(diào)制:頻率調(diào)制和相位調(diào)制的總稱。?已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線性搬移,而是頻譜的非線性變換,會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分,故又稱為非線性調(diào)制。
4、什么是基帶傳輸? 頻帶傳輸?誤碼率大小?
基帶傳輸又叫數(shù)字傳輸,是指把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,使用固定的頻率在信道上傳輸。 基帶傳輸是由發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器和抽樣判決其組成。
頻帶傳輸又叫模擬傳輸,是指信號在電話線等這樣的普通線路上以正弦波形式傳輸?shù)姆绞健?/p>
誤碼率是衡量一個數(shù)字通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),其取決于解調(diào)器輸入信噪比,表達(dá)方式取決于調(diào)制方式。
5、幾種常用的傳輸碼型 ??
原則 不含直流,且低頻分量盡量少;
應(yīng)含有豐富的定時信息,以便于從接收碼流中提取定時信號;
功率譜主瓣寬度窄,以節(jié)省傳輸頻帶;
不受信息源統(tǒng)計特性的影響,即能適應(yīng)于信息源的變化;
具有內(nèi)在的檢錯能力,即碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性,以便利用這一規(guī)律性進(jìn)行宏觀監(jiān)測。
編譯碼簡單,以降低通信延時和成本。
AMI碼:傳號交替反轉(zhuǎn)碼?????HDB3碼:3階高密度雙極性碼?
雙相碼:又稱曼徹斯特(Manchester)碼????差分雙相碼
密勒碼:又稱延遲調(diào)制碼????CMI碼:CMI碼是傳號反轉(zhuǎn)碼的簡稱。
塊編碼:塊編碼的形式:有nBmB碼(m>n),nBmT碼(m<n)等。雙相碼、密勒碼和CMI碼都可看作lB2B碼。?
6、進(jìn)制振幅鍵控畫圖? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

8、2psk與2dpsk的區(qū)別 ??
二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)和二進(jìn)制差分相移鍵控(2DPSK)系統(tǒng)的抗噪聲性能。2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息,所以又稱相對相移鍵控。2DPSK系統(tǒng)是一種實用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng),但其抗加性白噪聲性能比2PSK的要差。2DPSK可以與2PSK具有相同形式的表達(dá)式。所不同的是2PSK中的基帶信號s(t)對應(yīng)的是絕對碼序列;而2DPSK中的基帶信號s(t)對應(yīng)的是碼變換后的相對碼序列。因此,2DPSK信號和2PSK信號的功率譜密度是完全一樣的。信號帶寬為與2ASK的相同,也是碼元速率的兩倍。
10、低通模擬信號和帶通模擬信號的抽樣定理?
抽樣定理:設(shè)一個連續(xù)模擬信號m(t)中的最高頻率 <fH,則以間隔時間為T ≤ 1/2fH的周期性沖激脈沖對它抽樣時,m(t)將被這些抽樣值所完全確定
11、均與量化噪聲與什么有關(guān)? 量化電平
12、量化噪聲的平均功率與什么有關(guān)?電平數(shù)
13、Pcm 的概念?與dpcm 的區(qū)別?把從模擬信號抽樣、量化,直到變換成為二進(jìn)制符號的基本過程,稱為脈沖編碼調(diào)制,簡稱脈碼調(diào)制。
14、Pcm 對誤差信號進(jìn)行編號?Dpcm 對輸入信號進(jìn)行編號 ?量化噪聲什么時候出現(xiàn)?時分復(fù)用和復(fù)接什么時候使用? ??
15、抽樣信號一般都在量化編碼后以數(shù)字信號的形式傳輸。
16、模擬信號的步驟?? ?抽樣,量化,編碼
同步原理概念(一道填空題) ??
?數(shù)字通信系統(tǒng)中的同步種類:載波同步、碼元同步、群同步和網(wǎng)同步。
碼元同步:又稱時鐘同步或時鐘恢復(fù)。對于二進(jìn)制信號,又稱位同步。
目的:得知每個接收碼元準(zhǔn)確的起止時刻,以便決定積分和判決時刻。
方法:從接收信號中獲取同步信息,由其產(chǎn)生一時鐘脈沖序列,使后者和接收碼元起止時刻保持正確關(guān)系?;虿迦胼o助同步信息。
外同步法:它是一種利用輔助信息同步的方法,需要在信號中另外加入包含碼元定時信息的導(dǎo)頻或數(shù)據(jù)序列。
自同步法,它不需要輔助同步信息,直接從信息碼元中提取出碼元定時信息。顯然,這種方法要求在信息碼元序列中含有碼元定時信息。
數(shù)字調(diào)制
2ASK---------二進(jìn)制振幅鍵控 ?[用2種不同的振幅來表示0 1]
2FSK---------二進(jìn)制幅頻鍵控 ?[用2種不同的頻率來表示0 1]
2PSK---------二進(jìn)制相移鍵控 ?[用2種不同的相位來表示0 1]
2DPSK-------二進(jìn)制差分相移鍵控 [用2種不同的相對相位來表示0 1]
MASK--------多進(jìn)制振幅鍵控
MFSK---------多進(jìn)制幅頻鍵控
MPSK---------多進(jìn)制相移鍵控
QPSK----------4進(jìn)制相移鍵控(正交相移鍵控)[用四種不同的相位來表示00 01 10 11]
OQPSK--------偏置相移鍵控
π/4-QPSK----π/4-4進(jìn)制相移鍵控
QDPSK---------4進(jìn)制差分相移鍵控
MSK------------最小頻移鍵控
GMSK----------高斯濾波最小頻移鍵控
GFSK-----------高斯濾波的頻移鍵控[調(diào)制之前通過高斯濾波器來限制頻譜寬度,使頻譜衰減加快]
常見的數(shù)字調(diào)制方法如:
ASK ——幅移鍵控調(diào)制,把二進(jìn)制符號0和1分別用不同的幅度來表示。
FSK ——頻移鍵控調(diào)制,即用不同的頻率來表示不同的符號。如2KHz表示0,3KHz表示1。
PSK——相移鍵控調(diào)制,通過二進(jìn)制符號0和1來判斷信號前后相位。如1時用π相位,0時用0相位。
GFSK——高斯頻移鍵控,在調(diào)制之前通過一個高斯低通 濾波器來限制信號的頻譜寬度 。
GMSK —— 高斯濾波最小頻移鍵控,GSM系統(tǒng)所用調(diào)制技術(shù)。
QAM——正交幅度調(diào)制。
DPSK——差分相移鍵控調(diào)制。
誤信率與誤碼率的關(guān)系
概念:M進(jìn)制碼元的每個碼元含log2M bit的信息量
誤碼率:Pe=錯誤的碼元數(shù)/總的碼元數(shù)
誤信率:Pb=錯誤的bit數(shù)/總的bit數(shù)
關(guān)系:M=2時:Pb?=Pe?,一個碼元等與一bit信息,誤碼率等于誤信率;M>2時:Pe >Pb
一個碼元含有l(wèi)og2M bit的信息,比如一個八進(jìn)制碼元,由三個二進(jìn)制碼元組成,當(dāng)一個碼元發(fā)生錯誤時,誤碼率為1/3,但是當(dāng)一個bit發(fā)生錯誤時,誤信率為1/8.
香農(nóng)公式
香農(nóng)(Shannon)提出并嚴(yán)格證明了“在被高斯白噪聲干擾的信道中,計算最大信息傳送速率C公式”:C=Blog2(1+S/N)。式中:B是信道帶寬(赫茲),S是信號功率(瓦),N是噪聲功率(瓦)。該式即為著名的香農(nóng)公式,顯然,信道容量與信道帶寬成正比,同時還取決于系統(tǒng)信噪比以及編碼技術(shù)種類香農(nóng)定理指出,如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C,那么,在理論上存在一種方法可使信息源的輸出能夠以任意小的差錯概率通過信道傳輸。該定理還指出:如果R>C,則沒有任何辦法傳遞這樣的信息,或者說傳遞這樣的二進(jìn)制信息的差錯率為1/2。
?香農(nóng)定理指出,如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C,那么,在理論上存在一種方法可使信息源的輸出能夠以任意小的差錯概率通過信道傳輸。
該定理還指出:如果R>C,則沒有任何辦法傳遞這樣的信息,或者說傳遞這樣的二進(jìn)制信息的差錯率為1/2。
可以嚴(yán)格地證明;在被高斯白噪聲干擾的信道中,傳送的最大信息速率C由下述公式確定:C=B*log?(1+S/N) (bit/s)
該式通常稱為香農(nóng)公式。B是碼元速率的極限值(由奈奎斯特指出B=H,H為信道帶寬,單位Baud),S是信號功率(瓦),N是噪聲功率(瓦)。
香農(nóng)公式中的S/N為無量綱單位。如:S/N=1000(即,信號功率是噪聲功率的1000倍)
但是,當(dāng)討論信噪比(S/N)時,常以分貝(dB)為單位。公式如下:SNR(信噪比,單位為dB)=10 lg(S/N)
換算一下:S/N=10^(SNR/10)
公式表明,信道帶寬限制了比特率的增加,信道容量還取決于系統(tǒng)信噪比以及編碼技術(shù)種類。
擴(kuò)頻通信
從香農(nóng)公式中還可以推論出:在信道帶寬C不變的情況下,帶寬B和信噪

比S/N是可以互換的,也就是說,從理論上完全有可能在惡劣環(huán)境(噪聲和干擾導(dǎo)致極低的信噪比)時,采用提高信號帶寬(B)的方法來維持或提高通信的性能,甚至于可以使信號的功率低于噪聲基底。簡言之,就是可以用擴(kuò)頻方法以寬帶傳輸信息來換取信噪比上的好處,這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。
擴(kuò)頻通信(Spread Spectrum Communication)技術(shù)起源于上世紀(jì)中期。但在當(dāng)時,該技術(shù)并沒有得到關(guān)注,直到進(jìn)入80年代后才開始受到重視,并逐步實用化,擴(kuò)頻通信技術(shù)是現(xiàn)代短距離數(shù)字通信(如衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、3G移動通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)802.11a/b/g和藍(lán)牙)中采用的關(guān)鍵技術(shù)。
擴(kuò)頻通信的基本特征就是擴(kuò)展頻譜,具體做法是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展,形成寬帶的低功率譜密度的信號來通信。
擴(kuò)頻技術(shù)的精確定義是:通過注入一個更高頻率的信號將基帶信號擴(kuò)展到一個更寬的頻帶內(nèi)的射頻通信系統(tǒng),即發(fā)射信號的能量被擴(kuò)展到一個更寬的頻帶內(nèi)使其看起來如同噪聲一樣。擴(kuò)展帶寬與初始信號之比稱為擴(kuò)頻處理增益(dB),典型值可以從10dB到60dB。
發(fā)射端,在天線之前某處鏈路注入擴(kuò)頻碼,這個過程稱為擴(kuò)頻處理,經(jīng)擴(kuò)頻處理后原數(shù)據(jù)信息能量被擴(kuò)散到一個很寬的頻帶內(nèi)。在接收端相應(yīng)鏈路中移去擴(kuò)頻碼,恢復(fù)數(shù)據(jù),此過程稱為解擴(kuò)。顯然,收發(fā)兩端需要預(yù)先知道擴(kuò)頻碼。
頻譜特性
或許有人會覺得:擴(kuò)頻占用了更寬的頻帶,浪費了寶貴的無線電頻率資源。這種觀點看似有理,其實不對。因為在擴(kuò)頻通信中可以通過多用戶共享同一擴(kuò)大了的頻帶得到頻率資源上的補(bǔ)償。
三大抗性
抗干擾、抗阻塞特性和交叉抑制特性
經(jīng)過擴(kuò)頻處理,信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息與擴(kuò)頻因子是相關(guān)的,而干擾和阻塞信號與擴(kuò)頻因子無關(guān),所以接收端經(jīng)解擴(kuò)處理后就只剩下有用的信息,而干擾和阻塞信號很容易就被抑制掉了,這種抑制能力同樣也作用于其它不具有正確擴(kuò)頻因子的擴(kuò)頻信號,如沒有授權(quán)的用戶因不知道原始信號的擴(kuò)頻因子而無法解碼,或者說擴(kuò)頻通信允許不同用戶共享同一頻帶(如CDMA)。因此,采用擴(kuò)頻技術(shù)不僅可以獲得較高的抗干擾、抗阻塞特性和交叉抑制特性,而且可以實現(xiàn)復(fù)用。
保密性
擴(kuò)頻通信中,信號電平可以低于噪聲基底,這樣以來,信息能量隱藏于噪聲之中,這是直序擴(kuò)頻的顯著特點。從頻譜上觀察,充其量只是檢測到噪聲電平有一點提高而已!因此擴(kuò)頻通信具有很好的保密性。
抗多徑衰落抑制特性
無線信道通常具有多徑傳播效應(yīng),從發(fā)射端到接收端存在不止一條路徑。如圖7所示,反射路徑(R)對直通路徑(D)產(chǎn)生干擾被稱為衰落。因為解擴(kuò)過程與直通路徑信號D同步,所以,即使反射路徑信號R包含有相同的擴(kuò)頻因子,也同樣會被抑制掉。[1]
調(diào)制方式
直接序列擴(kuò)頻(DSSS)
如果在數(shù)據(jù)上直接注入擴(kuò)頻碼,則可得到直序擴(kuò)頻(DSSS),在實際應(yīng)用中,擴(kuò)頻碼與通信信號相乘,產(chǎn)生完全被偽隨機(jī)碼“打亂”了的數(shù)據(jù)。在這種技術(shù)中,偽隨機(jī)碼直接加入載波調(diào)制器的數(shù)據(jù)上。調(diào)制器具有更大的比特率。用這樣一個碼序列調(diào)制射頻載波的結(jié)果是產(chǎn)生一個中心在載波頻率、頻譜為((sinx)/x)2的直序調(diào)制擴(kuò)展頻譜。
跳頻擴(kuò)頻技術(shù)(FHSS)
如果擴(kuò)頻碼作用在載波頻率上,我們就得到跳頻擴(kuò)頻(FHSS)。FHSS偽隨機(jī)碼使載波按照偽隨機(jī)序列改變或跳變。顧名思義,F(xiàn)HSS中載波在一個很寬的頻帶上按照偽隨機(jī)碼的定義從一個頻率跳變到另一個頻率。
時跳變擴(kuò)頻技術(shù)(THSS)
如果用擴(kuò)頻碼控制發(fā)射信號的開或關(guān),則可得到時間跳變的擴(kuò)頻技術(shù)(THSS)。時跳變擴(kuò)頻技術(shù)利用偽隨機(jī)序列控制功放的通/斷,該項技術(shù)目前應(yīng)用不多。
這幾種擴(kuò)頻技術(shù)并不互相排斥,可以綜合在一起形成混合擴(kuò)頻技術(shù),如DSSS+FHSS。





數(shù)字信號的優(yōu)缺點
優(yōu)點
數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點:首先是抗干擾能力強(qiáng)。模擬信號在傳輸過程中和疊加的噪聲很難分離,噪聲會隨著信號被傳輸、放大、嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。數(shù)字通信中的信息是包含在脈沖的有無之中的,只要噪聲絕對值不超過某一門限值,接收端便可判別脈沖的有無,以保證通信的可靠性。其次是遠(yuǎn)距離傳輸仍能保證質(zhì)量。因為數(shù)字通信是采用再生中繼方式,能夠消除噪音,再生的數(shù)字信號和原來的數(shù)字信號一樣,可繼續(xù)傳輸下去,這樣通信質(zhì)量便不受距離的影響,可高質(zhì)量地進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此外,它還具有適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求(如電話、電報、圖像、數(shù)據(jù)等),便于實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng),便于采用大規(guī)模集成電路,便于實現(xiàn)加密處理,便于實現(xiàn)通信網(wǎng)的計算機(jī)管理等優(yōu)點。?
實現(xiàn)數(shù)字通信,必須使發(fā)送端發(fā)出的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號,這個過程稱為“模數(shù)變換”。模擬信號數(shù)字化最基本的方法有三個過程,第一步是“抽樣”,就是對連續(xù)的模擬信號進(jìn)行離散化處理,通常是以相等的時間間隔來抽取模擬信號的樣值。第二步是“量化”,將模擬信號樣值變換到最接近的數(shù)字值。因抽樣后的樣值在時間上雖是離散的,但在幅度上仍是連續(xù)的,量化過程就是把幅度上連續(xù)的抽樣也變?yōu)殡x散的。第三步是“編碼”,就是把量化后的樣值信號用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來表示,最終完成模擬信號的數(shù)字化。數(shù)字信號送入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。接收端則是一個還原過程,把收到的數(shù)字信號變?yōu)槟M信號,即“數(shù)據(jù)摸變換”,從而再現(xiàn)聲音或圖像。?
如果發(fā)送端發(fā)出的信號本來就是數(shù)字信號,則用不著進(jìn)行模數(shù)變換過程,數(shù)字信號可直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。?
由于人們對各種通信業(yè)務(wù)的需求迅速增加,數(shù)字通信正向著小型化、智能化、高速大容量的方向迅速發(fā)展,最終必將取代模擬通信。
優(yōu)點:抗干擾能力,抗噪聲性能好;差錯可控;易加密;易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合
缺點:頻帶利用率不高?;需要嚴(yán)格的同步系統(tǒng)?(四種同步原理:載波同步,位同步,群同步,網(wǎng)同步)
什么是單載波調(diào)制和多載波調(diào)制?
? ? 大家都知道,上海交大的ADTB-T方案和清華的DMB-T方案,雙方爭論的焦點就是,單載波調(diào)制性能優(yōu)越還是多載波調(diào)制性能優(yōu)越。因此,在這里還是有必要簡單介紹一下,什么是單載波調(diào)制和多載波調(diào)制。
??? 所謂單載波調(diào)制,就是將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流調(diào)制到單個載波上進(jìn)行傳送,如:4-QAM(QPSK)、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是單載波調(diào)制。
??? 上海交大的ADTB-T方案選用的是單載波調(diào)制,在1999年50周年大慶試播的時候,上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB數(shù)字調(diào)制,到后來才改為16-QAM數(shù)字調(diào)制。
??? QAM調(diào)制也叫正交幅度調(diào)制,簡稱正交調(diào)幅;因為正交調(diào)幅有很多種調(diào)制模式,如上面列出的就有7種,一般記為n-QAM,n表示各種調(diào)制映射到星座圖上的模數(shù)。模數(shù)越低,調(diào)制和解調(diào)電路就越簡單,但傳輸?shù)拇a率也相應(yīng)降低,例如:4-QAM的碼率為2bit/S,而16-QAM的碼率為4bit/S。一般,信號傳輸條件越差,選擇的模式就越低,例如:衛(wèi)星通信只能選擇QPSK,而有線電視可選64-QAM和128-QAM,甚至256-QAM;對于地面電視廣播,信號發(fā)送一般選8-QAM、16-QAM、32-QAM,最高只能選到64-QAM。
??? 正交調(diào)幅就是把一序列需要傳送的數(shù)字信號(2進(jìn)制碼)分成兩組,并分別對兩組數(shù)字信號進(jìn)行幅度編碼,使之變成幅度不同的調(diào)制信號,即I信號和Q信號,然后用I信號和Q信號分別對兩個頻率相同,但相位正好相差 的兩個載波進(jìn)行調(diào)幅,最后再把兩路調(diào)制過的信號合成在一起進(jìn)行傳送。由于在調(diào)制之前已經(jīng)對輸入信號進(jìn)行過幅度編碼,因此,這種調(diào)制也稱為正交數(shù)字幅度調(diào)制。
??? 我國的HDTV如選用MPGE-2編碼,最高傳送碼率大約為20M bit/S,如果選用16-QAM調(diào)制模式,其頻譜利用率是每赫芝傳送4位數(shù)據(jù),即碼率為4bit/S。由此可知其載波最高頻率約為6MHz,經(jīng)高頻調(diào)制后采用殘留邊帶發(fā)送,其載頻帶寬大約為7點多MHz。
??? 所謂多載波調(diào)制,就是將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,然后調(diào)制到在每個子信道上進(jìn)行傳輸。如:n-COFDM,其中n為子載波數(shù)目。清華的DMB-T方案選用的是多載波調(diào)制,在DMB-T方案中采用3780-COFDM調(diào)制方式。多載波調(diào)制也叫編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制。
??? 就多載波調(diào)制中的各個載波而言,其調(diào)制的工作原理與n-QAM單載波調(diào)制的工作原理基本相同,只是把需要傳送的數(shù)據(jù)分成很多組(這里為3780組),然后每組再分成兩組,通過幅度編碼以后便可生成兩組I信號和Q信號,而后用3780組I信號和Q信號分別對3780個頻率各不相同的載波進(jìn)行正交調(diào)制,最后把所有的調(diào)制信號合在一起進(jìn)行傳送。
單載波調(diào)制?
在頻率選擇性信道上的BER性能方面,單載波和多載波調(diào)制的性能相差不大。對于廣域場景的上行鏈路,單載波方式比多載波方式更為有效,因為峰均功率比(PAPR)較低,射頻功放的成本低。此外,在使用相同類型的HPA的情況下,采用單載波方式,將具有更高的發(fā)射功率、更大的覆蓋和較低的BER,同時終端的待機(jī)時間長、成本低。這是在上行采用單載波方式的主要原因。對振蕩器相位噪聲的自干擾和頻率偏移的敏感度較低,便于硬件實現(xiàn)和成本控制。
隨著調(diào)制技術(shù)不斷發(fā)展,多載波調(diào)制越來越受到人們的關(guān)注。它在頻譜效率和傳輸信息量的性能上,明顯優(yōu)于單載波方式,但這不是選擇調(diào)制方式的唯一標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)制方式的選擇還要綜合考慮上下行鏈路的特點以及實現(xiàn)成本等多方面因素