16QAM原理與算法,一、內容介紹 16QAM簡介 DSP介紹 16QAM原理圖與星座圖,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,QAM是英文Quadrature Amplitude Modulation的縮略語簡稱，意為正交幅度調制，是一種數字調制方式。16QAM是指包含16種符號的QAM調制方式。,信號調制的方式有：BPSK、GMSK、QPSK、8PSK、16QAM、32QAM等，伴隨著每一種調制方式的出現，其目的都是為了提高碼元速率，常用的控制方式有兩種：1、相移鍵控；2、調幅正交鍵控。,16QAM原理與算法,DSP（digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數字信號，再對數字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統芯片中把數字數據解譯回模擬數據或實際環境格式。,16QAM原理與算法,數字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。數字信號處理是一種通過使用數學技巧執行轉換或提取信息，來處理現實信號的方法，這些信號由數字序列表示。在過去的二十多年時間里，數字信號處理已經在通信等領域得到極為廣泛的應用。,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM是兩路4ASK信號的疊加 其演變方式可以有以下兩種： 1）、正交調幅法，由兩路正交的4電平振幅鍵控信號疊加而成； 2）、復合相移法，由兩路獨立的4相位移相鍵控信號疊加而成。 16QAM是兩路4ASK信號的疊加，可采用串/并變換器將速率為Rb的二進制碼元序列分為兩路；根據公式換算：Rs=Rb/10log（2）16，可以得出指數值為4，即二進制位數采用4個位長進行組合，每個組合分別映射在一個相位上，對應位置為360/8。,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,16QAM調制原理 QAM正交振幅調制是用兩個獨立的信號分別去調制同相與正交兩個載波,QAM已調信號可以表示為: I（t）=Sin（）t+ Cos（）t。 Q（t）同理 式中 和 是承載信息的正交載波的信號幅度, 是信號脈沖. 16QAM Modem 發送端經過16QAM映射得到I、Q兩路信號,送到脈沖成形濾波器限制發送信號的帶寬,并有效的消除符號間干擾.,16QAM調制與算法,16QAM原理與算法,16QAM原理與算法,二、調制與運算 位長與映射 Bit位運算,16QAM原理與算法,若截取長度為輸入信號元寬度的4倍（當輸入信號為“0”時，系統的輸出波形是“0000”）。 如果可求出0000到1111之間時間段的波形疊加值，依次輸出，就可以得到輸入信號的成形波形。若在此段內抽樣8點，則每個樣點經過16QAM調制后，則有16個可能值，這個值應該是包括了正交振幅的處理；共有1 6 x 8=128個數據。將這128個數據存入查找表中，這一步我理解的可能是在DSP中完成處理；用連續四個輸入信號進行尋址，就可以不必計算二進制乘法，從而提高系統的運算速度。 SSR是一個四位移位寄存器，數據串行輸入，并行輸出，初始狀態預置為“0000”，每一時鐘信號讀入一位數據，同時串行移位；計數器為3位，每次時鐘從000計數至111；ROM的寬度為7位，存儲128個數據，對應各個樣點的數值，每次時鐘到來時，輸出8個10比特寬的數據。 （ 這個不是很理解。）,16QAM原理與算法,下面以四電平的16QAM為例介紹如何對多電平基帶信號進行判決并恢復出二進制碼。 1、四電平自然碼邏輯 將四進制的值、自然碼及按判決結果列在表1中。 表1：,16QAM原理與算法,從FEC前向糾錯編碼，用一個簡單的D/A轉換器將一對符號比特轉換成四電平信號，送入平衡調制器另一端輸入RF或IF載波。用類似的方法將另一對符號比特轉換成四電平信號，用與前述正交的平衡調制器調制（即載波相位移 ）。兩個平衡調制器的輸出合成16QAM信號，以載波（或中頻）為中心。輸出的信號將被補差成實際傳輸頻率。,16QAM原理與算法,在接收機中，采用的是正交相干解調，它也是由兩個平衡調制器組成，本地震蕩器產生的兩個相互正交的本地載波（一個載波由另一個載波移相而得）送給平衡調制器，同時本地震蕩器必須與發射機的原載波鎖相，它的相位由復雜的鎖相環從數據中恢復。平衡調制器輸出的不是方波，而是四電平調制的方波，呈弧型，這是因為頻道帶寬限制的濾波結果。這樣，同相信號和正交信號（兩者均為四電平信號）經判決重新還原成兩路2比特的數字形式，經多工處理得到原來的數據流。,16QAM原理與算法,五、結束語 16QAM是數字正交調幅的一種典型速率高配的技術，可使用較低的傳輸功率，獲得更高的頻譜利用率，降低誤碼率，在接收機的到達相位上，演算成一個高速率的調制方式；假設一組數據流，在不同調制下，則產生不同的碼元序列串/并輸出；調制的幅度、相位映射數目，同碼速率呈正比關系演算。 一個BPSK映射數為2（即：0、1），一個16QAM則是16（由00001111），DSP處理的幅度及相位能力愈強，接收端表現出的碼