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无线通信

2023-12-15 19:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

基础概念

载波:是一个特定频率的无线电波,载波需要被调制才能传输有效信号,如433M,900M,2.4G,5G等指的就是载波的频率

码片:一个载波周期对应一个码片,码片速率即为载波频率

符号(Symbol):数字信号被传递的最小单元,一个符号的信息量取决于编码方式,如二级制(0,1),四进制(00,01,10,11)等

扩频因子(SF):每个符号被转化成的码片数目叫做扩频因子,对于一种确定的制式,码片速率是不变的,所以扩频因子大的信道对应着低的速率,扩频因子小的信道码对应着高的速率

        举例:某信号载波100MHz,则码片速率为100Mcps(chip per-second),若扩频因子为10,则波特率只有10Mbps,若使用二级制编码,对应实时传输速率只有1.25Byte/s。

 星座图:无线电在发送数据时候,并非一个一个bit发送,而是一个一个符号发送,星座图则体现了不同编码情况下符号的可能取值

IQ调制

    IQ调制又称同相正交信号,I为in-phase(同相),Q为quadrature(正交),IQ调制的调制流程为:

        IQ调制在坐标系的表示方法为:

         信号的调制方式有幅度调制(ASK),频率调试(FSK)和相位调制(PSK),调制公式为:

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        我们也可以采取两者的结合来传输调制信号,一般采用的是幅度和相位结合的方式,其中使用较为广泛的技术是正交幅度调制(MQAM)。

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BPSK、QPSK、8PSK

        三者都为数字调制方式——相移键控,移相键控分为绝对移相和相对移相两种。绝对移相的主要缺点是容易产生相位模糊,而相对相移,其接收设备比较简单,且能避免相位模糊现象的发生,所以应用更为广泛。BPSK较QPSK和8PSK抗噪音较强但传送效率差。

        BPSK,二相相移键控,一个符号代表1bit,用两个相位表示0和1,相位图如下:

        QPSK:四相相移键控,一个符号代表2bit;用四个相位表示分别为“00”、“01”、“10”和“11”;采用QPSK 调制方式,同时保证了信号传输的效率和误码性能。一般的QPSK的实施,也表明高阶PSK的实施。星座图如下:

        8PSK:八相相移键控,一个符号代表3bit;用八个相位表示分别为“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”和“111”;星座图如下:

8QAM、16QAM、32QAM、64QAM 

         QAM 正交振幅调制:幅度、相位联合调制的技术,利用了载波的幅度和相位来传递信息比特,在最小距离相同的条件下,QAM星座图中可以容纳更多的星座点,即可实现更高的频带利用率,目前QAM星座点最高已可达256QAM。

        对于PSK调制,星座图中的点都位于单位圆上,模相同,相位不同。而QAM调制星座图中的点不再位于单位圆上,而是分布在复平面的一定范围内。星座图中点的分布是有讲究的,不同的分布和映射关系对应的调制方案的误码性能是不一样的。各点如果模相同,则相位必不相同,如果相位相同则模必不相同。

        星座点个数越多,频谱利用率越高,单位时间传输的信息量越大,QAM的阶数越多,星座点个数就越多,星座点之间的距离越近,差错率越高。

        8QAM:一个符号代表3bit;星座图如下:

16QAM:一个符号代表4bit;星座图如下:

32QAM:一个符号代表5bit;星座图如下:

64QAM:一个符号代表6bit;星座图如下: 

参考链接:

关于星座图的一些理解与整理 - 知乎

区分BPSK、QPSK、8PSK和区分8QAM、16QAM、32QAM、64QAM_刘永瑞的博客-CSDN博客_bpsk和qpsk的区别

 各种数字调制解调的波形_gtkknd的专栏-CSDN博客_调制解调波形



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