Khái niệm về điều chế MQAM
Sơ đồ điều chế MQAM
(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
HOC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
HOC
Sơ đồ điều chế giải điều chế 16-QAM
Nội dung
Tóm tắt quá trình biểu diễn tín
1.
hiiệu trong không gian tín hiệu
h
Sơ đồ điều chế tổng quát
2.
M-QAM
Kết luận
3.
Nội dung
Tóm tắt quá trình biểu diễn tín
1.
hiiệu trong không gian tín hiệu
h
Sơ đồ điều chế tổng quát
2.
M-QAM
Kết luận
3.
Không gian tín hiệu
Được xây dựng dựa trên N hàm trực giao cơ sở Φ1 ( t ) , Φ 2 ( t ) ,..., Φ N ( t )
thoả mãn điều kiện: T
∫ Φ ( t ).Φ ( t ) dt = δ
i j ij
0
M tín hiệu năng lượng thực (được biểu diễn trong
S1 ( t ) , S 2 ( t ) ,......S M t )
không gian tín hiệu như sau:
N
Si ( t ) = ∑ Sij .Φ j ( t )
Trong đó j =1
T
Sij = ∫ Si ( t ).Φ j ( t ) dt
0
Với 0Nội dung
Tóm tắt quá trình biểu diễn tín
1.
hiiệu trong không gian tín hiệu
h
Sơ đồ điều chế tổng quát
2.
M-QAM(16-QAM)
Kết luận
3.
Khái niệm về điều chế MQAM
Sơ đồ điều chế MQAM (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 tín hiệu
Tín hiệu MQAM :
2E 0
b i sin ( 2πf c t )
s i (t) = −
T
2E 0
a i cos( 2πf c t ) ,
+ 0≤ t ≤ T
T
tong ã:E 0 µ ng î cña Ý n Ö u ã ª ® é hÊ p
r ® l n¨ l ng t hi c bin t
nhÊ t;
bil cÆ s nguyª ® éc Ë p î chän uú heo
aivµ µ p è n l ® c tt
vÞ r ña i m
tÝ c ® Ó b¶n i =1, … .L.
tn;i 2, ,
Biểu diễn tín hiệu
2
sin ( 2πf t,
c)
Φ 1 (t =− 0 ≤ t≤ T
2 hàm trực giao cơ sở: )
T
2
cos( 2πf t,
c)
Φ 2 (t = 0 ≤ t≤ T
)
T
Tọa độ các điểm bản tin là và v0 i :
bi E ớ
ai E0
( − L + 1, L − 1) ( − L + 3,L − 1) . . . ( L − 1,L − 1)
( − L + 1,L − 3) ( − L + 3,L − 3) . . . ( L − 1,L − 3)
( a i , b i ) =
. .
. .
( − L + 1,− L + 1) ( − L + 3,L − 3) . . . ( L − 1,− L + 1)
Biểu diễn tín hiệu
Đối với 16QAM ta có L=4
( − 3,3) ( − 1,3) (1,3) ( 3,3)
( − 3,1) ( − 1,1) (1,1) ( 3,1)
( a i , b i ) =
( − 3,− 1) ( − 1,− 1) (1,− 1) ( 3,−1)
( − 3,− 3) ( − 1,− 3) (1,− 3) ( 3,− 3)
Thành phần đồng pha và
vuông pha trong 16QAM
Chùm tín hiệu của 16-QAM
Sơ đồ điều chế và giải điều
chế MQAM
a)
Mapping
b1( t) 00 → 3 E0 / 2
10 → 1 E0 / 2
b3(t) 11 → −1 E0 / 2
Sơ đồ một hệ thống 16- 01 → − 3 E0 / 2
2
sin(2π f ct )
−
QAM T
π /2 Tín hi ệu điều
Demux
a/ Bộ điều chế chế 16-QAM
∑
b(t) Mapping
b2( t)
b/ Bộ giải điều chế 00 → 3 E0 / 2
10 → 1 E0 / 2
b4( t) 11 → −1 E0 / 2
2
01 → − 3 E0 / 2
cos(2π f ct )
T
TLO
b) Mạch quyết
Lấy mẫu
định
t1 +T
ˆ ˆ
y1 > γ i b1 (t ) b3 (t )
∫ (.)dt <
y1
t1
ˆ
b(t )
2 Mạch quyết MUX
π /2 sin(2π f ct )
− Lấy mẫu
y( t) T định
t1 +T
y2> γ i
∫ (.)dt <
ˆ
y2 ˆ
b2 (t ) b4 (t )
t1
2
cos(2π f ct )
T t2
t1
Carrier
RLO
recovery
Timing
recovery
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 MQAM.
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.
τ
Trễ truyền lan
E0
Er =
Suy hao đường truyền ;
Lp
Lp
Tín hiệu tại đầu vào giải điều chế:
2 Er
bi sin ( 2πf c (t − τ ) )
y (t ) = −
T
2 Er
ai cos( 2πf c (t − τ ) ) ,
+ 0≤t ≤T
T
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 L1 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
τ f c,θ ' ti
được các thông số .Thông thường thì máy thu biết được
fc,
.
τ
Quá trình nhận được được gọi là quá trình đồng bộ, thường
được thực hiện bởi 2 bước bắt và bám.
t
Quá trình nhận được iđược 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
θ τ
mang. Có thể dùng phương pháp khoá pha vòng nhân pha
Xác suất lỗi kí hiệu MQAM
1 3E av
erfc
Pe ≅21 − 2( M − 1) N
M 0
1 3nE bav
Q
41 −
M ( M − 1) N 0
Xác suất lỗi kí hiệu MQAM
Trong đó Eav, Ebav là năng lượng ký hiệu và năng lượng bit trung
bình được xác định như sau:
(L2 - 1)E 0
Eav =
3
(M - 1)E 0
=
3
N0 là mật độ phổ công suất tạp âm.
