VSB -modulering

VSB -moduleringen , härledd från engelsk vestigial sidbandsmodulering eller även kallad digital restsidebandsmodulering , är en moduleringsteknik inom digital signalbehandling som kombinerar amplitudmodulation med tekniken för återstående sidband. För att undvika förvirring med den analoga SSB-moduleringen kallas den 4-VSB, 8-VSB eller 16-VSB, där siffrorna uttrycker antalet tillgängliga symboler .

beskrivning

Modulationsmetoder QAM och VSB i jämförelse och deras storleksspektra

En 2 ⁿ -VSB är nära besläktad med en 2 ²ⁿ kvadraturamplitudmodulering (QAM). En bärare med frekvensen F används för överföring av information - den komplexa signalen i basbandsläge uttrycks av två signalkomponenter som betecknas som I ( verklig del ) och Q ( imaginär del ).

Med VSB överförs n bitar per symbol, med QAM 2 · n bitar tilldelas. Det dubbla antalet bitar i QAM beror på det faktum att I- eller Q -signalen kan ta upp n bitar information per symbol oberoende av varandra. Med VSB är Q -signalen dock direkt beroende av I -signalen.

I VSM, för att ta bort ett sidband, genereras först en analytisk signal i basbandspositionen (I och Q) med hjälp av Hilbert -transformationen . Detta innebär att både I och Q bär samma information. I bandpasspositionen , efter multiplikation med bärfrekvensen F , adderas de två komponenterna som i QAM, varigenom ett sidband, till exempel de negativa frekvenskomponenterna , försvinner. Som ett resultat krävs bara hälften av bandbredden jämfört med en 2 ²ⁿ QAM.

Spektraleffektiviteten är således densamma som en QAM. Med samma signal-brusförhållande (SNR) och samma symbolhastighet uppnås hälften av datahastigheten för ett QAM med halva bandbredden. Som med QAM - i motsats till z. B. amplitudmodulationen (AM) som också används vid sändning - bärarsignalen måste vara i samma fas som sändaren. det måste vara möjligt att rekonstruera det från den mottagna signalen - vilket måste beaktas vid kodning av de överförda signalerna.

Huvudsakliga skillnader

Konstellationsdiagram över en 16-QAM jämfört med en 4-VSB i den komplexa IQ-nivån

Ett konstellationsdiagram över en 16-QAM och en direkt jämförbar 4-VSB-modulering visas till vänster. Med 16-QAM kan 4 bitar representeras per symbol, vilket motsvarar de fyra nivåerna eller två bitar vardera på I- eller Q- axeln. Med 4-VSB är informationen på mottagaren endast tillgänglig på en axel, till exempel i riktning mot Q. Böjningen på I är då irrelevant och kan representera en remsa. Med fyra nivåer eller "ränder" bildade på detta sätt kan två bitar per symbol representeras i det komplexa planet, som med en identisk symbolhastighet uttrycker hälften av dataöverföringen för VSB jämfört med QAM.

Om faspositionen i mottagaren inte är korrekt inställd kommer konstellationsdiagrammet att rotera och de tillhörande felen resulterar. Vidare, jämfört med QAM, innebär VSB en något högre ansträngning för modulering, men något mindre ansträngning för demodulering. Detta är fallet eftersom Hilbert -transformationen krävs i modulatorn istället för i demodulatorn. - åtminstone vid den grundläggande implementeringen av en kodare och avkodare.

Till skillnad från QAM kombineras VSB -modulering i praktiken inte med multicarrier -metoder som ortogonal frekvensdelningsmultiplexering (OFDM).

använda sig av

Terrestrisk digital-tv i Nordamerika baserat på ATSC- standarden använder VSB som standard och inte OFDM i kombination med QAM, som är fallet med DVB-T, vilket är vanligt i Europa och stora delar av Asien. ATSC RF -bandbredd är baserad på NTSC -kanalnätet och är 6 MHz, symbolhastigheten 10,76 MSymbols / s. 8-VSB används, vilket resulterar i en bruttodatahastighet på 32,28 Mbit / s. Nettodatahastigheten är vanligtvis cirka 60% av detta värde.

För högre datahastigheter i kabeln tillhandahålls inte 16-VSB, utan 64-QAM och 256-QAM.

• 64-QAM: Symbolhastighet: 5.056941 MSymbol / s, bruttodatahastighet: 30.34165 Mbit / s
• 256-QAM: symbolhastighet: 5.360537 MSymbole / s, bruttodatahastighet: 42.88430 Mbit / s

webb-länkar

• A-53 (Digital TV i USA) (PDF; 1,9 MB)
• QAM-64 och QAM-256 i kabel (PDF; 278 kB)