本文主要梳理记录一下64QAM的调制原理,以及软解调和硬解调的区别。
调制
64QAM调制是M-QAM调制的一种,属于正交振幅调制,即采用幅度相位相结合的调制方式使得一个码片包含更多bit的信息。
64QAM调制可得到64个不同的波形,分别代表000000,000001…这也意味着一共有64种符号,一个符号可以传递6bit信息。
星座图
在数字信号调制中,星座图通常用于表示QAM调制二维图形。星座图相对于IQ调制而言,将数据调制信息映射到极坐标中,这些信息包含了信号的幅度信息和相位信息。
星座图上的每一个点,都表示一个符号。该点I轴和Q轴的分量分别代表着正交的载波上的幅度调整。该点到原点的距离A就是调制后的幅度,夹角φ就是调制后的相位。
而星座图上点的数量,决定了每个符号传输的比特数。64QAM中的64可以看作是,即用6位二进制的bit信息来表示一个符号,一共有64种组合方式。
关于bit信息和符号的映射可以由使用者自己定义,也可以用默认的。但是要保证相邻符号的汉明距离分布合适。
上图所示星座图并非最初始星座图,该星座图映射是我自己定义的,能量也进行了归一化(能量归一化原理其实很简单,可以参考该文章)。
图1 64qam调制结构 | 图2 64qam调制模块参数 |
解调
解调又分为软解调和硬解调。
我们以如下接收星座图为例
硬解调
硬解调其实是把解调+硬判决的工作一起做了。简单的通过设置阈值来判断输出,以二进制来说的话,一般大于0的判1,小于0的判0。
以上图为例,只要判断6次即可。
- 首先判断数据点横坐标在x正半轴,则首位为1,负半轴首位为0
- 若数据点横坐标在正半轴,将判断数据点在0.6左边还是右边,0.6左边则第二位为1,右边这第二位为0。
- 若数据点横坐标在0-0.6之间,则判断在0.3左边则第三位为1,0.3右边则第三位为0。若数据点横坐标>0.6,则判断在0.9左边则第三位为1,0.9右边则第三位为0。
- 纵坐标同理,得到后三位数据。
经过上述四个步骤,一个0.1+1.2i的符号,可以被解调译码为110100(具体译码规则以调制时星座图为准)
软解调
软解调是先将输入量化成N个软信息,通过最大后验概率计算每个值最有可能的原值是多少,得到最优判决,算法比较复杂误码率也更低。
以0.1+1.2i为例,软判决会输出六个软信息,分别是
0.1,0.5172,-0.2086,1.2,-0.5828,-0.2742
分别表示“实部,实部距离0.6,实部距离0.3,虚部,虚部距离0.6,虚部距离0.9”