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星座密码 2020-06-1251未知admin

  星座图原理_信息与通信_工程科技_专业资料。电子发烧友 星座图的原理和应用 I、Q调制和星座图 数据经过信道编码之后,被映射到星座图上。下面讨论星座图的概念。图1就是QAM调 制器的基本原理框图

  电子发烧友 星座图的原理和应用 I、Q调制和星座图 数据经过信道编码之后,被映射到星座图上。下面讨论星座图的概念。图1就是QAM调 制器的基本原理框图,这里包含几个主要的概念:什么是I、Q调制;数字怎样映射到 极坐标。 什么是I、Q调制,为什么要采用I-Q调制 一个有三个特性随时间变化:幅度、相位或频率。然而,相位和频率仅仅是从不同 的角度去观察或测量同一的变化。 人们可以同时进行幅度和相位的调制, 也可以分开进 行调制, 但是这既难于产生更难于检测。 但是在特制的系统中可以分解为一组相对 的分量:同相(I)和正交(Q)分量。这两个分量是正交的,且互不相干的。 图1中的QAM调制器中I和Q来自一个源,度星座示意图幅度和频率都相同,唯一不同的是Q 的相位与I相差90o。具体关系如图2所示,当I的幅度为1的时候,Q的幅度为0,而 当I的幅度为0的时候,Q的幅度为1,两个互不相干,相位相差90o,是正交的。 图1 极坐标图是观察幅度和相位的最好方法, 载波是频率和相位的基准, 表示为对载波 的关系。可以以幅度和相位表示为极坐标的形式。相位是对基准而言的,基准 一般是载波,幅度为绝对值或相对值。 1 电子发烧友 图2 在数字通信中,通常以I、Q表示,极坐标中I轴在相位基准上,度星座示意图而Q轴则旋转90度。矢 量在I轴上的投影为I分量,在Q轴上的投影为Q分量。图3显示I和Q的关系。 图3 图 4 表示极坐标和直角坐标的转换 Mag Phase M ? I 2 ? Q2 ?Q? ? ? atan ? ? ?I ? I、Q调制的主要优点是:既便于将两个分量组合成一个复合;相应地也 可以将其复合分解为两个的部分。大多数数字调制是在I、Q平面上将数据映射为 许多离散的点,我们称这些点为星座。当从一个点移向另一个点时,幅度调制和相位调 制就同时完成了。I、Q分别是在X轴和Y轴上的投影,合成矢量的幅度表示载波的幅度, 合成矢量与X轴的夹角表示载波相位。因此可以通过改变I 、Q驱动的幅度映射I-Q空间 中的任意一点。在I 和Q传送的值只有预先定义的几个值,代表广泛不同的状态,一个 调制的协议针对每个调制形式允许的状态数量。 2 电子发烧友 M ag 图4 QAM调制的基本原理 QAM调制实际上是幅度调制和相位调制的组合。 相位 + 幅度状态定义了一个数字或数 字的组合。QAM的优点是具有更大的符率,从而可获得更高的系统效率。通常由符率 确定占用带宽。 因此每个符的比特 (基本信息单位) 越多, 效率就越高。 对于给定的系统, 所需要的符数为2n,这里n是每个符的比特数。对于16QAM,n = 4,因此有16个符, 每个符代表4 bit:0000, 0001,0010等。对于QAM,n = 6,因此有个符,每个符 代表6bit:000000,000001,000010等。 以上就是QAM调制的基本原理。经过信道编码的二进制的MPEG-2比特流进入QAM调 制器,被分为两,一给I,另一给Q,每一一次给3比特的数据,度星座示意图这3比特的二 进制数一共有8种不同的状态,分别对应8种不同的电平幅度,这样I有8个不同幅度的电平, Q有8个不同幅度的电平,而且I和Q两正交。这样任意一个I的幅度和任意一个Q的幅 度组合都会在极坐标图上映射一个相应的星座点,这样每个星座点代表由6个比特的数据组 成的一个映射,I和Q一共有8×8共种组合状态,各种可能出现过的数据状态组合最后映射 到星座图上为图5所显示的QAM星座图。 图5 3 电子发烧友 每一个星座点对应一个一定幅度和相位的模拟, 这个模拟再被上变频到射频信 发射出去。 这里再顺便说明一下模拟调制和数字调制的区别: 模拟调制和数字调制之间的 差别在于调制参数。在这两种方案中,改变的是载波的幅度、频率或相位(或是它们的 组合)。 在模拟调制中载波参数按连续的模拟信息改变,而在数字调制中, 参数(幅度、 频率或相位)按离散的数字信息改变。 4

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