639_Nosov_V.I._RRL_STSI._Mnogourovnevyj_kodek_
.pdf
Продолжение таблицы 3.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
61 |
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Именно эта таблица реализована в устройстве размещения многоуровневого кодера. Последовательность преобразований исходного цифрового потока в шесть цифровых потоков символов d6 d5 d4 d3 d2 d1 и по три цифровых потока Р1 Р2 Р3 для синфазного и Q1Q2Q3 для квадратурного каналов в соответствии с рисунком 3.6 и таблицей 3.4 приведены на рисунке 3.9.
По аналогии с 64 КАМ можно произвести прореживание сигнальных точек фазово-амплитудной плоскости рисунок 3.10 и составить таблицу соответствия для 16 КАМ четырех цифровых потоков символов d4 d3 d2 d1 и четырех цифровых потоков Р1Р2Q1Q2 для каждой из 16 сигнальных точек модулированного сигнала на фазово-амплитудной плоскости. Полученная кодовая таблица для 16 КАМ приведена в таблице 3.5.
Кодовая таблица, реализуемая при размещении для 16-КАМ |
Таблица 3.5 |
|||||||||
№ |
Входные данные (перед |
Выходные данные (после |
|
|||||||
точки |
|
размещением) |
|
|
размещения) |
|
|
|
||
|
d4 |
d3 |
d2 |
d1 |
P1 |
P2 |
Q1 |
|
Q2 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
|
2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
|
4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
|
5 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
|
6 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
|
8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
|
9 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
11 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
|
12 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
|
13 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
|
15 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
|
16 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
62
d1
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
d2 |
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.8 Прореживание сигнальных точек при 64 КАМ
63
ТБ
Вх |
t |
|
d6
t
ТS
d5 |
t |
|
d4
t
d3
t
d2
t
d1
t
P1
t
P2
t
P3
t
Q1
t
Q2
t
Q3
t
Рисунок 3.9 Временные диаграммы напряжений потоков d6d5d4d3d2d1 и P1P2P3 Q1Q2Q3.
64
|
0 |
|
|
d1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
d2 |
|
||||
|
|
|
d3
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
d4
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
13 |
7 |
15 |
5 |
10 |
4 |
12 |
2 |
14 |
8 |
16 |
6 |
9 |
3 |
11 |
1 |
0000 |
1000 |
0100 1100 |
0010 |
1010 0110 |
1110 0001 |
1001 0101 |
1101 |
0011 1011 |
0111 |
1111 |
|||||
Рисунок 3.10 Прореживание сигнальных точек на фазово-амплитудной плоскости при 16-КАМ.
3.2. Особенности формирования сигнальных точек модулированного сигнала на фазово-амплитудной плоскости для 32 и 128 КАМ.
Особенности эти связаны с тем, что при получении этих позиционностей квадратурной амплитудной модуляции входной цифровой поток бит преобразуется в 5 при 32 КАМ и 7 при 128 КАМ параллельных цифровых потоков символов. Т.е. в отличие от 16 и 64 КАМ количество цифровых потоков символов получается нечетным, что и определяет отличие расположения сигнальных точек модулированного сигнала на фазовоамплитудной плоскости.
Так при 32-КАМ для формирования симметричного относительного квадратурных осей ансамбля сигнальных точек модулированного сигнала на фазово-амплитудной плоскости необходимо сформировать шестиуровневые сигналы ±1, ±3, ±5 для модуляции синфазной и квадратурной составляющих модулированного сигнала.
65
Но при этом общее число сигнальных точек, которое образуют два шестиуровневых сигнала на синфазной и квадратурной осях фазовоамплитудной плоскости модулируемого сигнала равно 36.
Для реализации тридцати двухпозиционной КАМ при формировании цифровых потоков для каналов Р и Q в многоуровневом кодере должно быть исключено формирование четырех сигнальных точек модулируемого сигнала на фазово-амплитудной плоскости. При этом ансамбль рассматриваемых сигнальных точек при 32 КАМ будет иметь вид представленный на рисунке
3.11.
|
|
ТS |
|
|
|
|
d1 |
|
P1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ТБ |
Посл |
d2 |
|
P2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
d3 |
Разме- |
P3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
d4 |
щение |
Q1 |
|
|
|
|
|
|
Парал |
d5 |
|
Q2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
Q3 |
|
|
|
|
|
а
Q
|
|
|
5L |
|
|
|
|
23 |
17 |
|
11 |
5 |
|
|
|
|
3L |
|
|
|
29 |
24 |
18 |
|
12 |
6 |
1 |
30 |
25 |
19 |
1L |
13 |
7 |
2 |
-5L |
-3L |
-1L |
1L |
|
3L |
5L |
31 |
26 |
20 |
-1L |
14 |
8 |
3 |
32 |
27 |
21 |
-3L |
15 |
9 |
4 |
|
28 |
22 |
-5L |
16 |
10 |
|
P
б
Рисунок 3.11 Преобразование потока бит в потоки символов а и расположение точек на фазово-амплитудной плоскости б при 32КАМ.
66
По своей структуре квадратурный амплитудный модулятор, который будет рассмотрен ниже, требует на своем входе одинакового числа цифровых потоков символов, используемых в цифроаналоговых преобразователях для получения шестиуровневых модулирующих сигналов. Поэтому на выходе устройства размещения многоуровневого кодера 32 КАМ формируются три потока Р1Р2Р3 для модуляции в синфазном и три потока Q1Q2Q3 для модуляции в квадратурном каналах модулируемого сигнала рисунок 3.11а.
Алгоритм преобразования трех цифровых потоков символов в шестиуровневые сигналы в цифроаналоговом преобразователе для синфазного Р1Р2Р3 и квадратурного Q1Q2Q3 каналов модулируемого сигнала приведен в таблице 3.6.
|
Преобразования в ЦАП при 32-КАМ |
Таблица 3.6 |
|||
№ |
Входные цифровые потоки |
Выход ЦАП |
|
||
|
P1 (Q1) |
P2 (Q2) |
P3 (Q3) |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
+5L |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
+3L |
|
3 |
0 |
1 |
1 |
+1L |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
-1L |
|
5 |
1 |
0 |
1 |
-3L |
|
6 |
1 |
1 |
0 |
-5L |
|
В устройстве размещения многоуровневого кодера осуществляется размещение пяти цифровых потоков символов (рисунок 3.11) на фазовоамплитудной плоскости многопозиционного сигнала на выходе модулятора. Используя данные таблицы 3.6 и ансамбль сигналов рисунок 3.11а методом прореживания можно получить таблицу соответствия для 32 КАМ пяти цифровых потоков символов d5d4d3d2d1 и шести цифровых потоков Р1Р2Р3 Q1Q2Q3 для каждой из 32 сигнальных точек модулированного сигнала на фазово-амплитудной плоскости. Полученная таким образом кодовая таблица реализуемая в устройстве размещения многоуровневого кодера, приведена в таблице 3.7.
Кодовая таблица, реализуемая при размещении для 32-КАМ |
Таблица 3.7 |
|||||||||||||||
№ |
Входные |
данные |
(перед |
Выходные |
|
данные |
|
(после |
|
|||||||
точк |
размещением) |
|
|
|
размещения) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
и |
d5 |
d4 |
d3 |
d2 |
|
d1 |
P1 |
P2 |
|
P3 |
|
Q1 |
Q2 |
|
Q3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
11 |
|
12 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
1 |
|
0 |
|
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
1 |
|
1 |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
1 |
0 |
|
0 |
|
4 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
1 |
0 |
|
1 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
0 |
|
0 |
0 |
|
1 |
|
6 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
|
0 |
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
7 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
8 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
12 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
13 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
14 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
15 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
17 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
18 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
19 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
20 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
21 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
23 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
24 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
25 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
26 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
27 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
28 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
29 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
30 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
31 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
32 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Как следует из рисунка 3.11а каждой сигнальной точке на фазовоамплитудной плоскости соответствует одно из шести значений амплитуды по синфазной и квадратурной составляющим модулируемого сигнала. А каждому из шести значений амплитуд соответствует одна из шести разрешенных в многоуровневом кодере комбинаций трех цифровых потоков символов таблица 3.7. Вообще шесть потоков Р1Р2Р3Q1Q2Q3 имеют 64 различных состояния, но в многоуровневом кодере формируются из пяти цифровых потоков символов d5d4d3d2d1только 32 разрешенных состояния.
При 128 КАМ входной цифровой поток бит преобразуется в семь цифровых потоков символов d7d6d5d4d3d2d1. Для формирования симметричного относительно квадратурных осей ансамбля сигнальных точек модулированного сигнала на фазово-амплитудной плоскости необходимо сформировать двенадцати уровневые сигналы ±1, ±3, ±5, ±7, ±9, ±11 для модуляции синфазной и квадратурной составляющих модулируемого сигнала. При этом общее число сигнальных точек, которое образуют два двенадцати уровневых
68
сигнала на синфазной и квадратурной осях фазово-амплитудной плоскости модулируемого сигнала равно 144.
Для формирования ста двадцати восьми позиционной КАМ при формировании цифровых потоков для каналов Р и Q в многоуровневом кодере должно быть исключено формирование шестнадцати сигнальных точек модулированного сигнала на фазово-амплитудной плоскости. При этом ансамбль рассматриваемых сигнальных точек при 128 КАМ будет иметь вид представленный на рисунке 3.12.
Рисунок 3.12 Расположение сигнальных точек на фазово-амплитудной плоскости при 128 КАМ.
Для обеспечения работы квадратурного амплитудного модулятора на выходе устройства размещения многоуровневого кодера при 128 КАМ формируются четыре потока Р1Р2Р3Р4 для модуляции в синфазном и четыре потока Q1Q2Q3Q4 для модуляции в квадратурном каналах.
Алгоритм преобразования четырех цифровых потоков символов в двенадцати уровневый сигнал в цифроаналоговом преобразователе для синфазного Р1Р2Р3Р4 квадратурного Q1Q2Q3Q4 каналов модулируемого сигнала приведен в таблице 3.8.
69
|
Преобразования в ЦАП при 128-КАМ |
Таблица 3.8 |
||||
№ |
|
Входные цифровые потоки |
|
Выход ЦАП |
||
|
P1 (Q1) |
|
P2 (Q2) |
P3 (Q3) |
P4 (Q4) |
|
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
+11L |
2 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
+9L |
3 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
+7L |
4 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
+5L |
5 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
+3L |
6 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
+1L |
7 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
-1L |
8 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
-3L |
9 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
-5L |
10 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
-7L |
11 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
-9L |
12 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
-11L |
Как следует из рисунка 3.12 каждой сигнальной точке на фазоамплитудной плоскости соответствует одно из двенадцати значений амплитуды по синфазной и квадратурной составляющим модулируемого сигнала. А каждому из двенадцати значений амплитуд соответствует одна из двенадцати разрешенных в многоуровневом кодере комбинаций четырех цифровых потоков символов таблица 3.8. Вообще восемь потоков Р1Р2Р3Р4Q1Q2Q3Q4 образуют 256 разных состояний, но в многоуровневом кодере формируются из семи входных цифровых потоков символов d7d6d5d4d3d2d1 только 128 разрешенных состояний.
В устройстве размещения многоуровневого кодера осуществляется размещение семи цифровых потоков символов (3.4) на фазоамплитудной плоскости многопозиционного сигнала на выходе модулятора. Используя данные таблицы 3.8 и ансамбль сигналов для 128 КАМ рисунок 3.12 методом прореживания, подробно изложенным при анализе 64 КАМ рисунок 3.8, можно получить таблицу соответствия для 128 КАМ. Семь входных цифровых потоков символов d7d6d5d4d3d2d1 преобразуются в восемь цифровых потоков Р1Р2Р3Р4Q1Q2Q3Q4 для каждой из 128 сигнальных точек модулированного сигнала на фазоамплитудной плоскости. Полученная таким образом кодовая таблица реализуемая в устройстве размещения многоуровневого кодера, приведена в таблице 3.9.
Кодовая таблица, реализуемая при размещении для 128-КАМ Таблица 3.9
Номер |
Входные |
Сигналы на |
Выходные цифровые потоки |
||
точки |
цифровые |
выходе ЦАП |
|
|
|
|
потоки |
|
|
|
|
|
d7d6d5d4d3d2d1 |
P |
Q |
P1P2P3P4 |
Q1Q2Q3Q4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
1101101 |
11L |
7L |
0010 |
0100 |
|
|
|
70 |
|
|