NR modulation 1

前言

         终端在测试吞吐量的时候主要看两个参数，网络分配的RB，以及Modulation

这个系列主要参考一些海外专家的课程做个分享

            这里主要参考cisco 的 tutorangel

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1.  summary
2.  RF Encoding and modulation Mechanisms
3. BPSK
4. QPSK
5. QAM

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一  summary

         编码后,我们得到的还是数字信号 0,1 ,前面讲过会把QPSK 会把0

调制成1,1调制成-1的模拟信息,对应一个waveform.

         如何区分wavefrom（symbol） ,主要通过幅度，频率，相位

        为什么要调制:

         最终信号要通过天线发射出去 

        天线的长短和波长成正比，所以和频率成反比，频率越高，波长越短，天线也就可以做得越短。天线的长度并不等于一个波长，往往是1/4波长或者5/8波长。

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二 RF Encoding and modulation Mechanisms

   调制后，0,1对应一个symbol(或waveform），我们可以通过三种方式区分0,1

      Amplitude, frequency, phase

    2.1 Amplitude 区分

        

 

           如上可以通过幅度来区分1,0

     2.2 Frequency  区分

         

     如图，后半段的频率更高,低频认为是1，高频认为是0。

2.3  phase区分

    0,1 相位相差

 

 2.4  调制算法

   对应一段时域的波形

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 3: BPSK(Binary phase shift keying) 二进制相移键控

     

         根据数字基带信号的两个电平，使得载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方式。 通常两个相位相差,故有时也称为反相键控PSK

      以二进制调相为例，码元为0时，调制后载波与为调制载波同相

     码元为1，调制后载波与为调制载波反相。

   

     每个符号一个bit,或者一个waveform 对应一个bit

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Jul  4 15:06:27 2022
@author: chengxf2
"""
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
 
    
def bpsk(bit):
    
    a = 1.0
    w = 2.0
    
    if bit ==0:
        p  = -np.math.pi/2.0
    else:
        p = np.math.pi/2.0
    
    x = np.linspace(0, 2*np.math.pi,1000)
    y = []
    for t in x:
        v = a*np.cos(w*t+p)
        y.append(v)
    
    if 0 ==bit:
        plt.plot(x, y, color='g',linewidth=2.0,linestyle="-.") # plot方法绘点制图
    else:
        plt.plot(x, y, color='r',linewidth=2.0,linestyle="-.") # plot方法绘点制图
    plt.xlabel("x")
    plt.ylabel("y")
    plt.show()
        
    
  
 
bpsk(0)

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4: QPSK(Quadrature phase shift key 正交相移键控)

     BPSK 是1bit/symbol

     QPSK 是2bit/symbol

      相当于速率增加了一倍

    

 

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Jul  4 15:06:27 2022
@author: chengxf2
"""
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from enum import Enum
 
class QPSK_PHASE(Enum):
    ONE = 1
    TWO = 2
    THREE =3
    FOUR =4
 
 
    
def qpsk(phase):
    
    a = 1.0
    w = 2.0
    
    if phase is QPSK_PHASE.ONE:
        p = np.math.pi/2*0
    
    elif phase is QPSK_PHASE.TWO:
        p = np.math.pi/2
    elif phase is QPSK_PHASE.THREE:
        p = np.math.pi
    else:
        p = np.math.pi*3/2
    
    x = np.linspace(0, 2*np.math.pi,1000)
    y = []
    for t in x:
        v = a*np.cos(w*t+p)
        y.append(v)
    
    if phase is QPSK_PHASE.ONE:
        plt.plot(x, y, color='g',linewidth=2.0,linestyle="-.") # plot方法绘点制图
    elif phase is QPSK_PHASE.TWO:
        plt.plot(x, y, color='r',linewidth=2.0,linestyle="-.") # plot方法绘点制图
    elif phase is QPSK_PHASE.THREE:
        plt.plot(x, y, color='b',linewidth=2.0,linestyle="-.") # plot方法绘点制图
    else :
        plt.plot(x, y, color='y',linewidth=2.0,linestyle="-.") # plot方法绘点制图
    plt.xlabel("x")
    plt.ylabel("y")
    plt.show()
        
    
  
 
qpsk(QPSK_PHASE.FOUR)

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5： Quadrature Amplitude Modulation(正交幅度调制）

 前面都是调节phase，有讲过可以通过增加幅度来区分bit 0,1

 如16QAM  

     一个symbol 可以传输4bit

   64AQM

     一个symbol 可以传输6bit

       调制方式越高，点之间的距离越来越近了，如果在一个有噪声的环境中

信号的多径传输影响，信号衰减等影响，得到的符号会产生偏差，就产生了误差

这个时候调制方式需要逐渐降低 64QAM-16QAM-QPSK-BPSK，速度也会逐渐降低