介紹QAM 星座圖的測量.doc

介紹QAM 星座圖的測量大多數(shù)在HFC 網(wǎng)絡(luò)上所提供的數(shù)字服務(wù)信號傳播，是使用一種同時傳送兩個數(shù)據(jù)串流(data stream)的調(diào)制系統(tǒng)，每一個承載其獨自的信息，通常稱這些串流(stream)為”I”和”Q”，九十度相位差振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)是一個將此兩個串流調(diào)制至一個射頻(RF)載波的方法。在”I”和”Q”信號傳送的值只有預(yù)先定義的幾個值代表廣泛不同的狀態(tài)，一個調(diào)制的協(xié)議(Protocol)針對每個調(diào)制形式規(guī)定允許的狀態(tài)數(shù)量，例如在16 QAM 的”I”和”Q” 信號每個只可有4 個狀態(tài)；在64 QAM 時每個可有8 個狀態(tài)。Constellation 星座圖與Boxes 方框I 和Q 串流可描繪為九十度相位差形成的格子可提供代表I 乘Q 數(shù)的可能狀態(tài)，此格子通常稱為星座圖(Constellation)亦可想象為方框的數(shù)組。每個方框代表個別I 和Q” 的”符號狀態(tài)”，理想或正常的符號狀態(tài)位置是在其方框的中央，相鄰方框之間的分界線稱為”判斷門坎”。測量BER 和MERBit Error Ratio (BER) 誤碼率在通訊工業(yè)使用兩種簡單的測量來敘述數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠焚|(zhì)，此兩種測量噪聲的影響與其它在傳送碼上的擾亂。BER 測量符號被推擠進(jìn)入相鄰符號范圍的機(jī)率，因而導(dǎo)致那些符號被誤解。BER 被敘述為大量傳送碼的錯誤碼比率以10 的幾次方來表示，例如測量得3E-7 表示在一千萬次傳送碼有3 次被誤解，此比率是采用少數(shù)的實際傳送碼來實際分析并統(tǒng)計而推估的值，越低的BER 代表越好的效能表現(xiàn)。盡管較差的BER 表示信號品質(zhì)較差，但BER 不只是測量純粹QAM 信號本身的情況，因為BER 測量偵測并統(tǒng)計每個被誤解的碼，他是一個靈敏的指標(biāo)可指出問題是由瞬間的或突然發(fā)生的噪聲干擾。Pre 和Post-FEC 測量QAM 通訊系統(tǒng)包含修補(bǔ)方法可修正一些經(jīng)由傳送而損壞的碼，”Forward Error correction”(FEC)數(shù)據(jù)包含在QAM 傳送的數(shù)據(jù)內(nèi)，它的信息提供QAM 接收器用來修復(fù)被誤解的碼，因為Pre 和Post-FEC數(shù)據(jù)質(zhì)量可能相差極大，BER 測量通常會指示出未修正(Pre-FEC)的數(shù)據(jù)質(zhì)量或已修正(Post-FEC)的數(shù)據(jù)質(zhì)量來區(qū)分哪個數(shù)據(jù)已被FEC 修正過。Modulation Error Ratio (MER) 誤調(diào)制率MER 是指傳送碼由其正常值被取代的一個平均總數(shù)，這被表示為因噪聲功率導(dǎo)致取代QAM 信號功率的比率，結(jié)果以dB 表示，MER 的值越大代表越好。MER 是一個很好的QAM 信號本身情形的指針并且是一個相當(dāng)有用的故障排除輔助工具，MER 可量化噪聲與侵入干擾在他們足以擾亂降低BER 之前。MER 是一個很多傳送碼的平均值，他并無參考的測量判斷門坎，所以它不像BER 是一個評斷數(shù)據(jù)錯誤的好工具。讀取星座圖圖表在一個星座圖圖表中所有”I”和”Q” 信號可能的結(jié)合表現(xiàn)為網(wǎng)格形狀，使他們?nèi)菀妆徽f明解釋并使引起騷動的事物引人注目，星座圖圖表可想象為方框的數(shù)組，每個方框代表一個狀態(tài)或符號。在完美的數(shù)據(jù)傳輸情形下每個被接收的傳送碼應(yīng)會落在它方框的中心點，在實際上噪聲,侵入干擾與回射會推擠傳送碼離開理論的中心點移往相鄰方框的邊界。相鄰方框之間的分界線稱為”判斷門坎”，如果一個信號干擾推擠一個符號跨越此門坎，它會被錯誤的理解視為屬于相鄰方框的符號因此照成一個錯誤碼。符號的干擾不足以推擠跨越門坎則永遠(yuǎn)被理解為屬于正常的。星座圖圖表是一個很好的故障排除輔助工具，它可提供關(guān)于干擾的來源與種類的線索。為BER 測量偵測并統(tǒng)計每個被誤解的碼他是一個靈敏的指標(biāo)可指出問題是由瞬間的或突然發(fā)生的噪聲干擾。量測范例Incoherent (Noise) Interference 不連續(xù)的噪聲干擾在實際的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，QAM 信號一直遭受一些由馬達(dá)、繼電器、電力設(shè)備與分配網(wǎng)絡(luò)上的傳輸裝置所產(chǎn)生的噪聲干擾。噪聲導(dǎo)致所顯示的符號落在星座圖方框內(nèi)正常位置的周圍，所以在累積一段時間長度后統(tǒng)計一特定方框內(nèi)所有符號的落點就會形成如云般的形狀，每個符號表示噪聲干擾些微的差異。如果有夠多的噪聲干擾星座圖會顯示一些符號以表示超過判斷門坎形成 ”誤碼(bit errors)”。Phase Noise 相位噪聲“Phase Noise” 相位噪聲是一段期間振蕩器其相對的相位不穩(wěn)定的情況，如果此振蕩器是有關(guān)于信號處理(例如本地振蕩器) 這些相位不穩(wěn)定會影響在信號上，在信號處理設(shè)備內(nèi)的振蕩器在設(shè)計上是只會對所處理的信號增加非常微小的相位噪聲，然而不良的調(diào)制器或處理器可能增加非?？捎^的相位噪聲在信號上，結(jié)果在星座圖上顯示出繞著圖形中央旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。Gain Compression 增益壓抑“Gain Compression” 增益壓抑是在信號傳送路徑上因主動原件(放大器或信號處理器)過度驅(qū)動或不良的主動原件所導(dǎo)致的信號失真，結(jié)果在星座圖上顯示出四個角落被扭曲造成四邊彎成如弓形的現(xiàn)象，而不是正常的四方形形狀。數(shù)字電視的信號電平及其測量方法 QAM調(diào)制的數(shù)字電視信號，沒有圖像載波電平可取，整個限定的帶寬內(nèi)是平頂?shù)?，無峰值可言。所以，QAM數(shù)字頻道的電平是用被測頻道信號的平均功率來表達(dá) 的，稱為數(shù)字頻道平均功率。在用戶端電纜信號系統(tǒng)出口處要求：信號電平為4767 dBV（比模擬電視信號的要求低10 dB），數(shù)字相鄰頻道間最大電平差為3 dB,數(shù)字頻道與相鄰模擬頻道間最大電平差為13 dB。 測量的方法是對整個頻道進(jìn)行掃描、抽樣，由于每一個隨機(jī)抽樣點的功率也