6.7 MQAM调制在线视频

下面我们再来深入讨论一下

在4G系统当中

所采用的调制方式

我们前面讲过的是

2G和3G系统当中调制

大家想一想

2G和3G系统当中的调制最高

调制阶数也不过只有8PSK

只能达到8PSK 那么8PSK

的话

它的频带利用率最高

也不过是

3比特每秒每赫兹

那么次之的话

就是QPSK最高频带利用率也

不过在两比特每秒每赫兹

再次的话

就变成了BPSK

KMSK

那么它的频带利用率

只有1比特每秒每赫兹

那么随着4G系统的使用

人们开始

要追求高速数据传输

那么高速数据传输

需要对传输效率提出要求

因此在4G系统当中

我们就得考虑怎么去采用一些

高频带利用率的调制方式

那么典型的代表

就是多进制的

MQAM调制

那么这种调制

既能够提高频带利用率

又具有一定的抗噪声的

我们首先先看一下

MQAM调制的

它的一个信号的表达式

MQAM这种调制

它其实是

幅度相位都要承载信息的

我们可以把它写成是

实部虚部的

俯信号表达形式

所以这就是它的一个基本表达

是有I路有Q路

那么这个IQ都是幅度

电频在变化

所以AMIANQ做他的变频值

它都是取多电频的信号

那么这个gt是它的

重新滤波器的冲击响应

当然有正交载波

有同向载波

有正交载波

我们就不再介绍

那么MQAM调制呢

它可靠性是比较好的

我们可以先看一下

MQAM调制

它的一些典型的星座结构

这就是16QAM它的一个星座图

这个星座图分两类

是直接摘自于不同的

移动通信的标准

左面这个星座图

是取自于

HSPA还有 LTE

的星座图
HSPA还有 LTE

的星座图

16个信号点

那么右面这个星座图

是取自于Wimax星座点

表面上看这两个星座图是

一模一样的

那么16个点

均匀分布在4个象限

每个象限有4个点

但是仔细观察还是有区别的

我们为了获得

好的抗噪声的能力

对于多进制调制来讲

除了追求误符号率

优化以外

我们有时候还得要求

误比特率也要达到

比较好的性能

因为我们知道

对于多进制调整

像16QAM调制

一个符号

会携带4个比特信息

I路携带两个比特

Q路也携带两个比特

就IQ各两个比特

那么现在

如果我们发生了一个符号错

就这16个符号

当中有一个信号点出错了

那么所谓一个符号错

就是

你一个信号点

错到了其他剩余的15个信号点

这一个符号错

我们不希望呢这种符号错误

导致多个比特错

那么错1个符号

导致错4个比特

错误概率比他错误概率太大了

所以为了能够保证单个符号错

导致的

比特错误尽量的小

所以我们需要去优化

比特到符号的映射关系

常用的这种映射关系

我们称为是格雷

映射叫

格雷映射这种关系

它就能够保证相邻符号

如果产生这个符号差错

所导致的比特差错呢只差一比特

因为我们知道

在星座调制当中

最常见的或者差错 发生错误

最可能的就是相邻符号错误

所以采用格雷映射之后

就能够尽最大可能降低比特差错

那么这两种星座图

它的信号点的分布是一样的

但是各类映射的方式是有点

区别的

大家可以仔细观察

我们只以A子图为例子

给大家看看

格雷映射是怎么做的

比如说我们这儿举个例子

这是第一象限的一个星座点

大家看这个星座点

它的对应的比特分布是

I路应当是00

对吧

Q路的应当也是00

对不对

好

我们看这个信号点

它的相邻的信号点

所谓相邻

就离它距离最近的信号点

其实有4个上面有个点

左面有个点

右面有个点

下面有个点

在这4个点里

距塔最近

请大家注意在角上

这些点我打三角的

不是相邻的

因为按勾股定理

它已经远了

它变对角线了

所以距离已经远了

所以我们只考虑打差的这4个点

这是相邻的

我们观察这是4个相邻点

这4个相邻点

所对应的比特组合

我就举一个例子

比如说最上面这个点

它的比特组合是0

00. 01. 对吧

那么中间打圈的点

它的比特组合

00

00

大家看这两组

比特向量

它们之间

数值上差多少呢就差一个

对吧

因为最后一比特

一个取1

一个取0

所以只有这一比特差别

其他三个都一样

所以如果我们产生这样的一个

符号

错就打圈的这个点

错到了打叉那个点上去

这一个符号错只导致了一比特错

这就是各类映射的一个基本结构

我们还可以再看一下

64QAM的例子

这个是一个64QAM的星座图

左子图是HSPA LTE当中64QAM

星座图

右面这个

子图是Wimax系统当中的

星座图

那么它的映射

也得采用格雷映射

但是大家注意格雷映射是不唯一的

因此在两个不同的标准当中

为了规避一些专利

和知识产权的一些问题

所以在不同标准当中

采用不同的这种映射方式

那么对于 MQAM调制

它的可靠性

我们是可以进行进一步评估的

比如说

可以采用下面近似公式

来分析它的可靠性

这就是MQAM的误比特率的

公式

这样的公式

它只和这Q函数有关

它和星座图上最小欧氏距离是有

关系的

我们利用这个公式

可以比较好的估计

多进制调制

它的误比特率和误符号率

对链路的传输的可靠性

能得到比较准确的分析和预测

那么这些公式供大家参考

那么最后我们给大家看个图

这个图就是MAQM误符号率

的

性能曲线图

我们在这个图里面给出来了

4QAM

16QAM

64QAM

这三种调制它的误符号率

但明显能看到

随着技术的提升

那么它的抗噪声能力是变差的

但是它的频带利用率就变高了

所以对于这种多进制调制

MQAM而言

到底选什么样的进制

到底如何进行频带利用率

就是它的有效性

可靠性的折中

这是一个非常重要的问题

那么在一般而言

是在信道条件比较差

信噪比较低的时候

我们选一些低阶调制

比如说4QAM因为4QAM

实际上就是QPSK 如果说中等

中等信噪比 中等的信道条件

我们可以选用16QAM如果是高

高信噪比或者好的信道条件

我们可以选择64QAM 因此的话

我们可以根据不同的信道条件

来选择不同的调制方式

这种技术我们就称为是AMC

简称叫作自适应变化调制

那么缩写为AMC

那么Modivation它的接触

就得根据信道条件来选择

那么Codi主要选的是

码长码率

那么下一章我们讲

信道编码的时候再给大家提

也就是说

我们通过去自身的去调整

和选择调制的接触

还有编码的码长和码率

就能够适应的移动环境当中

各种新的条件的变化

从而达到比较好的

误码率

或者是传输的性能

那么以上就是我们

这一章的主体内容

咱们做一点总结

那么这一章

我们主要给大家介绍的是

白噪声信道当中

如何对抗

噪声

提高传输可靠性的主要技术

也就是调制

那么首先我们给大家介绍了

调制的基本功能

那么分析了一下

二进制的一些基本平台调整方式

比如说包括RASK

RFSK RPSK

进一步我们还讨论了

从2G到4G

各代移动通信体制当中

典型的调制方式

比如说像MSK GMSK

应用于GSM系统

那么还有像Π/4-DQPSK

还有3Π/8-8PSK

应用于 PDC PHS

以及像

2.75G系统

还有像3G

CDMA系统当中的两级调整

就是扩频和调制的组合

我们做了一些分析

最后我们给大家分析了一下

在第4代移动通信

像LTE Wimax系统当中

这种多进制调制

MQAM调制它的一些基本规律

好

以上就是本章的所有内容

好

谢谢大家