【正文】 ，在四相調(diào)相器的入口，通常要對輸入的二進(jìn)制信息碼序進(jìn)行分組，二個(gè)碼元分成一組，這樣就有00，01，10，11四種組合，每種組合代表一個(gè)四進(jìn)制符號，然后就可以用四種不同的載波相位（0，∏/2，3∏/2或∏/4，3∏/4，5∏/4，7∏/4）去表征它。因此，在QPSK調(diào)相器的輸入端需要將二進(jìn)制碼變成雙比特碼元的串并變換，⑸QAM調(diào)制原理多相調(diào)制靠增加載波調(diào)相的相位來提高信息的傳輸速率，但調(diào)相波的包絡(luò)是等幅的。正交調(diào)幅（QAM）是幅度調(diào)制和相位調(diào)制的結(jié)合，既調(diào)幅又調(diào)相。圖4(a)是16QAM和32QAM的星座圖。16QAM信號的調(diào)制和解調(diào)，是正交調(diào)幅方式，用兩路正交的4電平振幅鍵控信號疊加而成。但并不能無限制地通過增加電平級數(shù)來增加傳輸數(shù)碼率，因?yàn)殡S著電平數(shù)的增加，電平間的間隔減小，噪聲容限減小，同時(shí)噪聲條件下誤碼增加。信息的載體可以是數(shù)字、文字、語言、圖形和圖象，常稱之為數(shù)據(jù)。信息則是數(shù)據(jù)的集合、含義和解釋。在數(shù)據(jù)傳送之前，要將數(shù)據(jù)調(diào)制成適合于傳輸?shù)碾姶牛ǜ哳l）信號。數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)與此數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，信號也可分為模擬信號與數(shù)字信號。在數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)信息是多種多樣的，有的按信源編碼，有的按計(jì)算機(jī)的確良要求編碼。信息編碼是把原始信息（傳送的報(bào)文或控制信息）轉(zhuǎn)換成適合于傳輸、存儲和處理的，按一定編碼規(guī)則排列的二進(jìn)制數(shù)字。3 信道傳輸信息的通路稱為信道，信道可以分為二種，傳輸模擬信息（信號）的信道稱為模擬信道，傳輸數(shù)字信息的信道稱為數(shù)字信道。4 帶寬信道所能傳送信號彈的頻率寬度。5 傳輸速率 傳輸速率是衡量數(shù)字信道傳輸能力的主要指標(biāo)，它又分碼元速率（或稱波特率）與信息速率（或稱比特率）。對于二進(jìn)制碼元來說，每個(gè)碼元的信息量為1 比特。符號傳輸速率又稱碼元傳輸速率，簡稱波特率，是指單位時(shí)間內(nèi)信號波形的變換次數(shù)。當(dāng)N=2時(shí)，R=B，則信息速率與碼元速率相等。Byte(縮寫B(tài))是數(shù)據(jù)通信中1字節(jié)的單位，通常8比特為1字節(jié)。因此，MPEG2 TS包為188B，ATM信元為53B。通過選擇好的傳輸信道和精心設(shè)計(jì)傳輸系統(tǒng)包括引入糾錯(cuò)編碼，可以降低系統(tǒng)誤碼率。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成按功能劃分，任何一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)都是由數(shù)據(jù)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)電路和計(jì)算機(jī)中心組成。數(shù)據(jù)電路包括數(shù)據(jù)通信設(shè)備和傳輸線路。它包括中央處理裝置和通信控制器。1 數(shù)據(jù)通信鏈路的聯(lián)通2 建立通信線路3 傳輸與控制信息4 結(jié)束數(shù)據(jù)鏈路的連接5 拆線 數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞? 二線制和四線制 一對通信線路連接起來進(jìn)行信息傳輸?shù)姆绞椒Q為二線制。2 全雙工與半雙工能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)或信息的稱為全雙工。如果數(shù)據(jù)或信息只能朝一個(gè)方向傳輸，則稱為單工或單向傳輸。同步的實(shí)現(xiàn)方法是在通信雙方設(shè)置時(shí)鐘發(fā)生器，二者的初始頻率比較接近，通信過程中，接收端的時(shí)鐘頻率和起始位置根據(jù)發(fā)送端的時(shí)鐘來校準(zhǔn)。異步傳輸也稱為起止式同步方式。因此，異步傳輸方式必須在每發(fā)送一個(gè)字符時(shí)在在通信雙方重新建立同步。接收端根據(jù)此起始位狀態(tài)啟動(dòng)接收時(shí)鐘，保證收發(fā)同步。1 雙絞線常見的有電話雙絞線，3類線，5類線等，3類線傳輸速率可達(dá)10MB/S，5類線傳輸速率可達(dá)100MB/S。其主要特性如下：特性阻抗：有75Ω和50Ω兩種。使用中如果阻抗嚴(yán)重失配，會(huì)引起多重反射，造成重影或失真。溫度特性：隨溫度升高而增大。3 光纖光纖傳輸特性主要有兩個(gè)，即衰減特性與色散特性。吸收損耗是光波在傳輸過程中由純石英材料引起的本征吸收損耗和雜質(zhì)引起的非本征吸收損耗，散射及幅射是指被傳輸?shù)墓獠ㄏ虬鼘又庑孤痘虺娣较蚍祷卦斐赡鎮(zhèn)鬏敺较虻膿p耗。m波長衰減值為0。光纖的彎曲半徑不能小于30cm。單模光纖的色散由材料色散和結(jié)構(gòu)色散相加而成。結(jié)構(gòu)色散取決于折射率、相對折射率、纖芯直徑及波長等，它的數(shù)值通常小于材料色散。內(nèi)調(diào)制又可分為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和數(shù)字調(diào)制三種。 多路復(fù)用與多址方式多路復(fù)用與多址方式兩者的相同點(diǎn)是利用一條信道同時(shí)傳輸多個(gè)信號；不同點(diǎn)是多路復(fù)用是物理信道的復(fù)用，而多址通信是射頻信道的復(fù)用。信號分割是用信號之間參量差別來實(shí)現(xiàn)的。2. 有線電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范（GY/T 1702001）簡介有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范是國家廣電行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，編號為GY/T 1702001，自2001年7月1日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制，以MPEG2系統(tǒng)層為基礎(chǔ)，加上適當(dāng)?shù)那跋蛘`碼糾錯(cuò)（FEC）技術(shù)，提出了與衛(wèi)星傳送相協(xié)調(diào)的有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。為了使各種傳輸方式盡可能兼容，除通道調(diào)制外，大部分處理電路均與衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)（GB/T177001999）相同，即有相同的幀結(jié)構(gòu)，相同的偽隨機(jī)序列擾碼，相同的RS糾錯(cuò)，相同的卷機(jī)交織。 有線前端STNCI基帶物理接口反轉(zhuǎn)和隨機(jī)化RS 編碼器 (204,188) 卷積交織器I=12字節(jié)字節(jié)到Ⅲ位符號變換差分編碼其帶形成QAM調(diào)制器和IF或RF物理接口基帶接口：來自本地 數(shù)據(jù) IMPEG2節(jié)目源，分配 時(shí)鐘 8 8 8 m m 去RF有線信道時(shí)鐘和同步生成器鏈路，再復(fù)用等 Q物理接口與QAM解調(diào)器匹配濾波器與均衡基帶物理接口 有線IRD差分解碼器符號到字節(jié)映射卷積去交織器字節(jié)RS 解碼器(204,188)SYNCI反轉(zhuǎn)與去隨機(jī)化來自RF I 數(shù)據(jù)有線信道 m m 8 8 8 8 Q 時(shí)鐘載波，時(shí)鐘和同步恢復(fù) 圖1 有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)組成框圖基帶接口與同步：該單元能使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與信號格式相適配，信號幀結(jié)構(gòu)應(yīng)與含同步字節(jié)的MPEG2傳送層一致。RS編碼器：該單元使用截?cái)嗟腞S(204，188)編碼，對每一個(gè)以隨機(jī)化的傳送包進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)誤碼保護(hù)包。卷機(jī)交織器：該單元完成一個(gè)深度I＝12字節(jié)的誤碼保護(hù)包的卷機(jī)交織，同步字節(jié)的周期保持不變。差分編碼：該單元對每個(gè)符號的兩個(gè)最高有效位（MSBs）進(jìn)行差分編碼、從而獲得旋轉(zhuǎn)不變的星座圖。QAM調(diào)制與物理接口：該單元對信號進(jìn)行QAM調(diào)制。有線數(shù)字電視接受：按照上述調(diào)制處理，系統(tǒng)接收設(shè)備要完成信號逆處理，從而獲得基帶信號。MPEG2數(shù)據(jù)傳送層由188個(gè)字節(jié)的包組成，其中，包頭的一個(gè)字節(jié)用于同步，另三個(gè)字節(jié)用于業(yè)務(wù)識別、加擾和控制信息，隨后是164字節(jié)的MPEG2數(shù)據(jù)或附加數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如圖3所示。1） 頻譜成形隨機(jī)化系統(tǒng)輸入碼流為MPEG2傳送MUX包，包長為固定長度，總長188字節(jié)，其中包括一個(gè)同步字節(jié)（即47HEX）。MPEG2傳送復(fù)用器輸出端的數(shù)據(jù)應(yīng)按圖4所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行隨機(jī)化，這樣即可與GB/T177001999中的衛(wèi)星系統(tǒng)相兼容，又保證了時(shí)鐘恢復(fù)有足夠的二電平過渡。為了向解擾器提供一個(gè)初始化信號，將每組8個(gè)傳送包中的第一個(gè)傳送包的MPEG2同步字節(jié)由47－HEX逐比特取發(fā)轉(zhuǎn)換為B8HEX。PRBS生成器輸出的第一個(gè)比特加到被取反的MPEG2同步字節(jié)（即B8HEX）后面的第一個(gè)字節(jié)的第一位（即MSB）上。這樣，PRBS序列的周期應(yīng)是1503字節(jié)。這就避免了調(diào)制器發(fā)射未經(jīng)調(diào)制的載波。數(shù)據(jù)包同步字節(jié)，不論是未反轉(zhuǎn)的（即47HEX）還是已經(jīng)逐比特去取反的（即B8HEX），也都要進(jìn)行RS編碼處理。在RS編碼過程完成后，這些空字節(jié)將被去掉。卷積交織處理深度為I=12。交織器由12分支構(gòu)成，由輸入開關(guān)周期性地把輸入字節(jié)流接入各路輸入。j個(gè)單元的先入先出（FIFO）移位寄存器，（其中M=17=N/I，N=204=誤碼保護(hù)幀長度，I12=交織深度，j＝分支號）。為實(shí)現(xiàn)同步，同步字節(jié)和逐比特取反的同步字節(jié)總是經(jīng)過交織器的“0”分支（相應(yīng)于零延時(shí)）。去交織器的同步可由將第一個(gè)識別到同步字節(jié)輸出到“0”號分支實(shí)現(xiàn)。對于不同級別的QAM調(diào)制，映射的符號數(shù)不同。相應(yīng)地，該符號的下一個(gè)有效位應(yīng)取字節(jié)的下一個(gè)有效位。自交織器輸出（字節(jié)）字節(jié)V字節(jié)V=1字節(jié)V=2B7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3B2b1b0B7b6b5b4b3b2b1b0至差分編碼器（6比特符號）MSBLSBb5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0符號Z符號Z+1符號Z+2符號Z+3圖6 用于64QAM的字節(jié)到m比特符號變換注：b0為每個(gè)字節(jié)或m比特符號（m－tuple）的最低有效位（LSB）：在這個(gè)變換中，每個(gè)字節(jié)產(chǎn)生的m比特符號不止一個(gè)，分別為Z，Z+1等，且Z在Z+1之前傳送。如圖19所示，通過改變兩個(gè)MSB位（即Ik和Qk）并據(jù)表10給出的規(guī)則旋轉(zhuǎn)q個(gè)LSB位，可將第一象限中的星座點(diǎn)變換至第4象限。字節(jié)到m比特符號變換映射 8 q個(gè)比特（bq－1…b0）差分編碼自卷積交織器 BK＝bq QK I AK=MSB IK Q 2,16QAM時(shí) 3,32QAM時(shí) q=4,64QAM時(shí) 5,128QAM時(shí) 6,256QAM時(shí) 圖7 字節(jié)到m比特符號變換、兩位MSB差分編碼如圖10所示，通過改變兩個(gè)MSB位（即Ik和Qk）并據(jù)表10給出的規(guī)則旋轉(zhuǎn)q個(gè)LSB位，可將第一象限中的星座點(diǎn)變換至第4象限。IKQK=10 1011 1001 0010 0011 IKQK=00 1010 1000 0000 0001 1101 1100 0100 0110 IKQK=11 1111 1110 0101 0111 IKQK=01 16QAMIKQK=1010010101101011110101101001011110001100000011000100000000000100010100001IKQK=0000111000111101111111IKQK=111100111101110101100011100111100100001001010110110001101011110111001010IKQK=01 32QAM調(diào)制前，I、Q信號須經(jīng)升余弦平方根滾降濾波。數(shù)字調(diào)制信號的頻譜對稱，能量均衡，因此數(shù)字頻道的載頻應(yīng)安排在8MHz頻道的中央位置。模擬電視信號數(shù)字化、壓縮即信源編碼，解決了用數(shù)字比特代表連續(xù)的模擬信號和速率對網(wǎng)絡(luò)的適配。具體說，前端的主要功能是：⑴組織節(jié)目節(jié)目為王。數(shù)字有線電視的節(jié)目源主要有：來自衛(wèi)星的節(jié)目；以SDH形式從光纜傳來的節(jié)目；本地自辦節(jié)目；由視頻服務(wù)器播出的NVOD、VOD節(jié)目；由本臺更新、增加的電子節(jié)目指南（EPG）等。⑵監(jiān)視、調(diào)度和切換播出節(jié)目在有線電視HFC網(wǎng)中，數(shù)字電視也應(yīng)當(dāng)按每8Mhz帶寬一個(gè)頻道來傳輸。完成這個(gè)任務(wù)的設(shè)備是一個(gè)多輸入口，多輸出口的數(shù)字切換矩陣，也稱路由器。⑶系統(tǒng)管理數(shù)字有線電視節(jié)目是以一種新的付費(fèi)方式提供給授權(quán)用戶的。系統(tǒng)管理包括有條件接收系統(tǒng)CAS、用戶管理系統(tǒng)SMS和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)NMS。用戶（訂戶）管理系統(tǒng)SMS：對用戶進(jìn)行管理，包括用戶信息、用戶設(shè)備信息、數(shù)字產(chǎn)品信息、訂購信息、授權(quán)信息、財(cái)務(wù)信息等。從信號形成、流向到質(zhì)量進(jìn)行控制，對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障、錯(cuò)誤進(jìn)行報(bào)警，保證系統(tǒng)協(xié)調(diào)、正常、安全運(yùn)行。而每個(gè)頻道不但載運(yùn)不只一套節(jié)目，還必須載運(yùn)引導(dǎo)接收機(jī)正確工作的節(jié)目專用信息PSI、業(yè)務(wù)信息SI、電子節(jié)目指南EPG以及授權(quán)管理信息ECM、EMM等。 ⑸進(jìn)行信道編碼和調(diào)制，實(shí)現(xiàn)與有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸適配。⑴輸入部分。數(shù)字電視的節(jié)目源有：衛(wèi)星接收（數(shù)字或模擬）、數(shù)字干線SDH、本地自辦、視頻服務(wù)器或媒體播放器輸出的數(shù)字節(jié)目（本地自辦、NVOD、VOD）、各類數(shù)據(jù)廣播節(jié)目等。前端信號的統(tǒng)一格式是什么樣的？是DVBC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MPEG2傳輸流。每個(gè)包有4個(gè)字節(jié)的包頭，可變字節(jié)長度的適配域和有效載荷。實(shí)際上，為了提高系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力，每個(gè)包增加了長度為16個(gè)字節(jié)的RS糾錯(cuò)碼，包長變成了204字節(jié)。它的傳輸速率為270Mbit/s，可以輕松地承載8Mhz帶寬，64QAM調(diào)制的數(shù)據(jù)流。下面研究不同格式接口的節(jié)目如何統(tǒng)一成MPEG2傳輸流格式和ASI接口。編碼器輸入視音頻信號，～15Mbit/s之間調(diào)整的MPEG2傳