Tài liệu Sơ đồ điều chế giải điều chế 16-QAM pptx

Nội dunghiệu trong không gian tín hiệu M-QAM... Tóm tắt quá trình biểu diễn tín hiệu trong không gian tín hiệu M-QAM... Hoạt động của bộ điều chế  Bộ phân luồng demux chuyển đổi luồng

HOC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Sơ đồ điều chế giải điều chế 16-QAM

Nội dung

hiệu trong không gian tín hiệu

M-QAM

Nội dung

1 Tóm tắt quá trình biểu diễn tín

hiệu trong không gian tín hiệu

M-QAM

Không gian tín hiệu

Được xây dựng dựa trên N hàm trực giao cơ sở

thoả mãn điều kiện:

S

0

.

Nội dung

hiệu trong không gian tín hiệu

2 Sơ đồ điều chế tổng quát

M-QAM(16-QAM)

Khái niệm về điều chế M-QAM

 Sơ đồ điều chế M-QAM (Quadrature Amplitude

Modulation) hay còn gọi là điều chế biên độ vuông góc ( hay cầu phương).

 Ở sơ đồ này thì sóng mang được điều chế cả biên độ

và pha.

 Các thành phần đồng pha và pha vuông góc là độc lập với nhau.

Biểu diễn tớn hiệu

trong đó: E0 là năng l ợng của tín hiệu có biên độ thấp nhất ;

ai và bi là cặp số nguyên độc lập đ ợc chọn tuỳ theo vị trí của

điểm bản tin; i=1,2, ….,L .,L.

cos

a T E

t f sin

b T

E )

t ( s

c i

c i

2

2 2

0 0

Biểu diễn tín hiệu

3 3

1 1

3 1

3 3

3 1

1 1

1 3

1 1

L , L L

, L

L , L

.

.

L , L L

, L

L , L

L , L L

, L

L , L

b

,

ai i

Biểu diễn tín hiệu

Đối với 16-QAM ta có L=4

3 1

3 1

3 3

1 3

1 1

1 1

1 3

1 3 1

1 1

1 1

3

3 3 3

1 3

1 3

3

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

b

,

Thành phần đồng pha và vuông pha trong 16-QAM

Chùm tín hiệu của 16-QAM

Sơ đồ điều chế và giải điều chế M-QAM

Tín hiệu điều chế 16-QAM b(t)

t T t

dt



 ><

Mạch quyết định Lấy mẫu

/ 2

2 sin(2 f )t

MUX y(t)

b/ Bộ giải điều chế

Hoạt động của bộ điều chế

 Bộ phân luồng (demux) chuyển đổi luồng nhị phân b(t) tốc bit Rb=1/Tb đầu vào thành bốn luồng độc lập, trong đó hai bit lẻ được đưa đến bộ chuyển đổi mức ở nhánh trên còn hai bit chẵn được đưa đến bộ chuyển đổi mức nhánh dưới Tốc độ ký hiệu trong trường hợp này sẽ bằng Rs=Rb/4

 Các bộ biến đổi mức chuyển đổi 2 mức vào L mức () tạo ra các tín hiệu L mức tương ứng với các đầu vào đồng pha và pha

vuông góc

 Sau khi nhân hai tín hiệu L mức với hai sóng mang có pha

vuông góc được tạo tử bộ dao động nội phát TLO (Transmitter Local Oscillator) rồi cộng lại ta được tín hiệu M-QAM

Ảnh hưởng của kênh AWGN

 Xuất hiện thành phần tạp âm Gaussian trắng cộng n(t) có trung bình bằng 0 và phương sai bằng No/2

t f

b T

E t

y

c i

r

c i

) (

2 cos 2

) (

2 sin

2 )

Hoạt động của bộ giải điều

chế

 Tín hiệu thu được đưa lên 2 nhánh đồng pha và vuông pha,

sau đó được nhân với 2 hàm trực giao giống phía phát được tạo ra từ bộ dao động nội thu RLO (Receiver Local

Oscillator) Nhờ tính chất trực giao mà ta tách được 2 thành phần tín hiệu

 Tín hiệu sau đó được đưa qua bộ tương quan lấy mẫu,

đánh giá ngưỡng (so sánh với L-1 ngưỡng) để thu được kí hiệu

 Sau cùng hai chuỗi số nhị phân được tách ra nói trên sẽ kết

hợp với nhau ở bộ biến đổi song song vào nốí tiếp để khôi phục lại chuỗi nhị phân phía phát (ước tính chuỗi phát )

Hoạt động của bộ giải điều

chế

 Để thực hiện giải điều chế thành công thì máy thu phải biết được các thông số Thông thường thì máy thu biết được

 Quá trình nhận được được gọi là quá trình đồng bộ, thường được thực hiện bởi 2 bước bắt và bám

 Quá trình nhận được được gọi là quá trình khôi phục định thời kí hiệu.(Có thể dùng phương pháp mở cổng sớm muộn)

 Quá trình nhận được được gọi là quá trình khôi phục sóng mang Có thể dùng phương pháp khoá pha vòng nhân pha



it

'

,



Xác suất lỗi kí hiệu M-QAM

3

1 1

2

N M

E erfc

3

1 1

4

N M

nE Q

M

bav

Xác suất lỗi kí hiệu M-QAM

 Trong đó Eav, Ebav là năng lượng ký hiệu và năng lượng bit trung bình được xác định như sau:

 N0 là mật độ phổ công suất tạp âm

2

0 av

0

(L 1)E E

3 (M 1)E

Mặt phẳng hiệu suất sử dụng băng tần

1 2 4 8

M=4 M=8 M=16

M=32

Vùng băng tần hạn chế

Giới hạn dung lượng R b =c

Vùng công suất hạn chế

Vùng R b < c

-5 e

P = 10

-5 e

P = 10

-5 e

P = 10

-5 e

P = 10

 Từ hình trên ta thấy, đối với M-PSK và M-QAM thì Eb/No1 và khi M tăng thì Rb/B tăng tuy nhiên đòi hỏi tỷ số Eb/No tăng Có thể giải thích điều này như sau: khi M tăng, tốc độ ký hiệu Rs giảm nên hiệu suất sử dụng băng thông tăng, nhưng đồng thời khoảng cách Ơclit giữa các vectơ tín hiệu giảm khiến xác suất lỗi ký hiệu tăng Vì thế khi này để đạt được tỷ số Eb/No ta phải tăng công suất.

 Tóm lại, khi M tăng thì xác suất lỗi bít sẽ tăng nhưng hiệu quả

sử dụng băng thông cũng tăng theo

Nội dung

hiệu trong không gian tín hiệu

M-QAM

3 Kết luận

Kết luận

 M-QAM là một trong những sơ đồ điều chế M trạnh thái thường được dùng hơn so với sơ đồ 2 trạng thái để truyền số liệu trong kênh băng tần hạn chế

 Việc sử dụng M-QAM sẽ giảm được độ rộng băng tần n=

so với BPSK

M

2

log

Phần của nhóm mình xong rồi

Chúc cả lớp thi tốt nhé !!! DVL