介绍QAM 星座图的测量.doc

介绍QAM 星座图的测量大多数在HFC 网络上所提供的数字服务信号传播，是使用一种同时传送两个数据串流(data stream)的调制系统，每一个承载其独自的信息，通常称这些串流(stream)为”I”和”Q”，九十度相位差振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)是一个将此两个串流调制至一个射频(RF)载波的方法。在”I”和”Q”信号传送的值只有预先定义的几个值代表广泛不同的状态，一个调制的协议(Protocol)针对每个调制形式规定允许的状态数量，例如在16 QAM 的”I”和”Q” 信号每个只可有4 个状态；在64 QAM 时每个可有8 个状态。Constellation 星座图与Boxes 方框I 和Q 串流可描绘为九十度相位差形成的格子可提供代表I 乘Q 数的可能状态，此格子通常称为星座图(Constellation)亦可想象为方框的数组。每个方框代表个别I 和Q” 的”符号状态”，理想或正常的符号状态位置是在其方框的中央，相邻方框之间的分界线称为”判断门坎”。测量BER 和MERBit Error Ratio (BER) 误码率在通讯工业使用两种简单的测量来叙述数据传输的品质，此两种测量噪声的影响与其它在传送码上的扰乱。BER 测量符号被推挤进入相邻符号范围的机率，因而导致那些符号被误解。BER 被叙述为大量传送码的错误码比率以10 的几次方来表示，例如测量得3E-7 表示在一千万次传送码有3 次被误解，此比率是采用少数的实际传送码来实际分析并统计而推估的值，越低的BER 代表越好的效能表现。尽管较差的BER 表示信号品质较差，但BER 不只是测量纯粹QAM 信号本身的情况，因为BER 测量侦测并统计每个被误解的码，他是一个灵敏的指标可指出问题是由瞬间的或突然发生的噪声干扰。Pre 和Post-FEC 测量QAM 通讯系统包含修补方法可修正一些经由传送而损坏的码，”Forward Error correction”(FEC)数据包含在QAM 传送的数据内，它的信息提供QAM 接收器用来修复被误解的码，因为Pre 和Post-FEC数据质量可能相差极大，BER 测量通常会指示出未修正(Pre-FEC)的数据质量或已修正(Post-FEC)的数据质量来区分哪个数据已被FEC 修正过。Modulation Error Ratio (MER) 误调制率MER 是指传送码由其正常值被取代的一个平均总数，这被表示为因噪声功率导致取代QAM 信号功率的比率，结果以dB 表示，MER 的值越大代表越好。MER 是一个很好的QAM 信号本身情形的指针并且是一个相当有用的故障排除辅助工具，MER 可量化噪声与侵入干扰在他们足以扰乱降低BER 之前。MER 是一个很多传送码的平均值，他并无参考的测量判断门坎，所以它不像BER 是一个评断数据错误的好工具。读取星座图图表在一个星座图图表中所有”I”和”Q” 信号可能的结合表现为网格形状，使他们容易被说明解释并使引起骚动的事物引人注目，星座图图表可想象为方框的数组，每个方框代表一个状态或符号。在完美的数据传输情形下每个被接收的传送码应会落在它方框的中心点，在实际上噪声,侵入干扰与回射会推挤传送码离开理论的中心点移往相邻方框的边界。相邻方框之间的分界线称为”判断门坎”，如果一个信号干扰推挤一个符号跨越此门坎，它会被错误的理解视为属于相邻方框的符号因此照成一个错误码。符号的干扰不足以推挤跨越门坎则永远被理解为属于正常的。星座图图表是一个很好的故障排除辅助工具，它可提供关于干扰的来源与种类的线索。为BER 测量侦测并统计每个被误解的码他是一个灵敏的指标可指出问题是由瞬间的或突然发生的噪声干扰。量测范例Incoherent (Noise) Interference 不连续的噪声干扰在实际的网络系统中，QAM 信号一直遭受一些由马达、继电器、电力设备与分配网络上的传输装置所产生的噪声干扰。噪声导致所显示的符号落在星座图方框内正常位置的周围，所以在累积一段时间长度后统计一特定方框内所有符号的落点就会形成如云般的形状，每个符号表示噪声干扰些微的差异。如果有够多的噪声干扰星座图会显示一些符号以表示超过判断门坎形成 ”误码(bit errors)”。Phase Noise 相位噪声“Phase Noise” 相位噪声是一段期间振荡器其相对的相位不稳定的情况，如果此振荡器是有关于信号处理(例如本地振荡器) 这些相位不稳定会影响在信号上，在信号处理设备内的振荡器在设计上是只会对所处理的信号增加非常微小的相位噪声，然而不良的调制器或处理器可能增加非常可观的相位噪声在信号上，结果在星座图上显示出绕着图形中央旋转的现象。Gain Compression 增益压抑“Gain Compression” 增益压抑是在信号传送路径上因主动原件(放大器或信号处理器)过度驱动或不良的主动原件所导致的信号失真，结果在星座图上显示出四个角落被扭曲造成四边弯成如弓形的现象，而不是正常的四方形形状。数字电视的信号电平及其测量方法 QAM调制的数字电视信号，没有图像载波电平可取，整个限定的带宽内是平顶的，无峰值可言。所以，QAM数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来表达 的，称为数字频道平均功率。在用户端电缆信号系统出口处要求：信号电平为4767 dBV（比模拟电视信号的要求低10 dB），数字相邻频道间最大电平差为3 dB,数字频道与相邻模拟频道间最大电平差为13 dB。 测量的方法是对整个频道进行扫描、抽样，由于每一个随机抽样点的功率也