我们通过使用关于 0 对称的 PAM 符号来实现什么?

信息处理 信号分析 数字通讯 对称
2022-02-06 19:44:47

我似乎无法在网上的任何地方找到这个问题的答案。我们希望它们相对于 0 对称,并且彼此之间的距离也相等。为什么这很重要?

2个回答

PAM 的错误概率取决于符号之间的距离。这意味着以下两个距离为的 PAM 星座将具有相同的错误概率: 2

A1={2,4}A2={1,1}

使用时,每个传输符号的平均能量为焦耳/符号。然而,当使用时,平均能量为焦耳/符号:十倍以下。A1(4+16)/2=10A2(1+1)/2=1

即使传输具有恒定 DC 的信号(如 @AlexTP 所指出的)不是问题,您仍然希望使用围绕零对称的星座,因为它们可以最大限度地减少给定 BER 的能量消耗。

一个好的和简单的练习是证明这在一般情况下是正确的,而不仅仅是我提供的例子。

添加到@AlexTP 的评论(以及@MBaz 的出色回答!):

调制的脉冲形成信号的功率谱为 [1, p. 207]:

(4-4-18)Φvv(f)=σi2T|G(f)|2+μi2T2m=|G(mT)|2δ(fmT)

其中是脉冲整形滤波器的频域表示,是符号周期,最重要的是,分别是信息符号的方差和均值。GTσi2μi

注意的第二个离散谱部分是如何消失的!您不仅可以节省直流分量,还可以避免不必要地添加带外杂散。μi=0

因此,从信息论的角度来看,非零均值意味着在不传输信息的情况下浪费功率。从频谱调节的角度来看,这意味着即使在信息信号的实际带宽之外也会引入杂散。

由于这些杂散实际上源于以符号速率的倍数对脉冲形状进行采样,因此对于许多(尤其是纯理论的)数字系统来说,这并没有那么糟糕,在这些系统中,您可以严格控制该脉冲形状的参数——但如果你的脉冲整形器是一个不完美的模拟器,它会回来咬你。另请注意,如果您要构建一个具有矩形脉冲形状的数字发射器,每个符号一个样本(在许多廉价发射器中都可以找到),那么您在某个地方拥有一个 DAC。该 DAC有一个重建滤波器。您必须将该滤波器的缺陷合并为周期性重复的杂散。不是很好。 G


[1] Proakis: Digital Communications,第三版,McGraw Hill 1995 年出版。