ask4
和 ask8
是通过归一化处理的幅度调制(Amplitude Shift Keying, ASK)星座点。归一化的目的是确保星座点的平均功率为 1。归一化操作通过将每个星座点除以一个常数来实现,这个常数通常是根据星座点的平均功率(或平方和)来确定的。
为什么 ask4
要除以 sqrt(5)
?
首先,看看 ask4
的星座点:
ask4 = [-3, -1, 3, 1]/sqrt(5);
这些星座点未归一化之前的值是 [-3, -1, 3, 1]
,这代表了 4-ASK 调制中的 4 个符号。为了使这些符号的平均功率为 1,我们需要计算这些符号的平方和并进行归一化。
-
计算平方和:
平方和 = ( − 3 ) 2 + ( − 1 ) 2 + 3 2 + 1 2 = 9 + 1 + 9 + 1 = 20 \text{平方和} = (-3)^2 + (-1)^2 + 3^2 + 1^2 = 9 + 1 + 9 + 1 = 20 平方和=(−3)2+(−1)2+32+12=9+1+9+1=20 -
计算平均功率:
平均功率是平方和除以符号的数量(4 个符号):
平均功率 = 20 4 = 5 \text{平均功率} = \frac{20}{4} = 5 平均功率=420=5 -
归一化:
要使星座点的平均功率为 1,需要将每个星座点除以一个常数,使得归一化后的平方和为 1。这个常数是平方和的平方根的倒数,即sqrt(5)
。因此,ask4
中的每个符号都会除以sqrt(5)
,从而实现归一化。归一化后的星座点:
− 3 5 , − 1 5 , 3 5 , 1 5 \frac{-3}{\sqrt{5}}, \frac{-1}{\sqrt{5}}, \frac{3}{\sqrt{5}}, \frac{1}{\sqrt{5}} 5−3,5−1,53,51
这样,ask4
的归一化星座点的平均功率为 1。
为什么 ask8
要除以 sqrt(21)
?
同样,看看 ask8
的星座点:
ask8 = [-7, -5, -1, -3, 7, 5, 1, 3]/sqrt(21);
这些星座点未归一化之前的值是 [-7, -5, -1, -3, 7, 5, 1, 3]
,代表 8-ASK 调制中的 8 个符号。我们同样需要计算这些符号的平方和并进行归一化。
-
计算平方和:
平方和 = ( − 7 ) 2 + ( − 5 ) 2 + ( − 1 ) 2 + ( − 3 ) 2 + 7 2 + 5 2 + 1 2 + 3 2 \text{平方和} = (-7)^2 + (-5)^2 + (-1)^2 + (-3)^2 + 7^2 + 5^2 + 1^2 + 3^2 平方和=(−7)2+(−5)2+(−1)2+(−3)2+72+52+12+32
= 49 + 25 + 1 + 9 + 49 + 25 + 1 + 9 = 168 = 49 + 25 + 1 + 9 + 49 + 25 + 1 + 9 = 168 =49+25+1+9+49+25+1+9=168 -
计算平均功率:
平均功率是平方和除以符号的数量(8 个符号):
平均功率 = 168 8 = 21 \text{平均功率} = \frac{168}{8} = 21 平均功率=8168=21 -
归一化:
同样地,要使星座点的平均功率为 1,我们需要将每个符号除以sqrt(21)
,从而实现归一化。归一化后的星座点:
− 7 21 , − 5 21 , − 1 21 , − 3 21 , 7 21 , 5 21 , 1 21 , 3 21 \frac{-7}{\sqrt{21}}, \frac{-5}{\sqrt{21}}, \frac{-1}{\sqrt{21}}, \frac{-3}{\sqrt{21}}, \frac{7}{\sqrt{21}}, \frac{5}{\sqrt{21}}, \frac{1}{\sqrt{21}}, \frac{3}{\sqrt{21}} 21−7,21−5,21−1,21−3,217,215,211,213
这样,ask8
的归一化星座点的平均功率为 1。
总结
归一化操作的目的是使得信号的平均功率为 1,这样可以简化后续的信号处理和解调,避免功率不一致导致的误差。