キャリア位相が不明なQAMコンスタレーションスライサー

画像に示されているように、位相回転のために16QAMコンスタレーションがずれています。この場合、回転量は約であることがわかりますが、これは一般的には当てはまりません。実世界のデータの場合、位相はゆっくり変化する時間関数になる可能性があるため、一定の修正係数を適用するだけでは不十分です。$\theta = \pi/4$$\theta(t)$

対称性を持つコンスタレーションによる位相のあいまいさの問題を解決する差分マッピングスキームを知っていますが、がスライスを実行することを知っている必要があります。$\pi/2$$\theta$

提案された解決策の1つは、受信したコンスタレーションポイントを最も近いQAMコンスタレーションポイントにマッピングし、その結果をフェーズロックループに与えることですが、が時間とともに変化する場合にこれがどのように実行されるかは明確ではありません。$\theta$

シンボルを復元するためにどのようなテクニックがありますか？私はすでにフィードバックループに基づいてさまざまなキャリア回復スキームを試してみましたが、成功していません。また、フェーズを見つける必要を回避できる意思決定指向のアプローチに興味があります。

必要なのは、キャリア位相同期です。これは、多くの異なるアプローチを持つ複雑なトピックです。どのアプローチを選択するかは、次のような要素によって異なります。

• データ支援とブラインド：基になるシーケンスには、位相オフセットの検出に使用できる既知のデータ（たとえば、トレーニングまたは同期シーケンスなど）が含まれていますか？または、変調シンボルの知識がなくても同期する必要がありますか？

  ブラインドアプローチの方が一般的ですが、データに助けられれば、位相推定のパフォーマンスが向上します。また、ブラインドアプローチでは、回復したフェーズにあいまいさが生じることがよくあります（つまり、ブラインド最適化基準を等しく満たす複数のフェーズオフセットソリューションがあります）。

  すべての変調タイプで同等に機能するブラインドソリューションに出会ったことはありません。たとえば、ほとんどのブラインド位相推定器は、PSK信号に最適に適用されます。これらは、QAMで最適に機能しないようにすることができます。QAMのさまざまなブラインドキャリア位相推定器が文献に記載されていますが、QAM固有の推定器に対する優れた推奨はありません。PSKタイプの信号に対して最も一般的に使用されるブラインド推定器は、べき乗則検出器です。以下は、QAMへの応用について述べた論文の例です。

• コヒーレント対差動：ご指摘のとおり、キャリア位相に直接同期する必要があることを回避する1つの方法は、差動変調を使用することです。その場合、情報は、連続するシンボル間の位相の違いによって運ばれます。キャリア位相は2シンボルの期間にわたってほぼ一定である可能性が高いため、キャリア成分はキャンセルされます。これにより同期が容易になりますが、差動コヒーレント変調と完全コヒーレント動作では、シンボルエラーレートのパフォーマンスが1〜2 dB程度低下します。

• フィードフォワードとフィードバック：シンボルの連続した無制限に長いストリームを処理していますか、それとも有限サイズのバッチを使用していますか？前者にはフェーズロックループのようなフィードバックアプローチが適している可能性がありますが、シンボルブロックの一括位相オフセットを一度に推定するフィードフォワード手法は後者に最適です（フィードバック手法には取得期間があり、 t良い出力が得られます。一度にデータのブロックが短い場合は、これが問題になることがあります）。

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ジェイソンは素晴らしい答えを書いたので、それを補足します。

フェーズを見つける必要を回避できるかもしれない意思決定指向のアプローチ。

意思決定境界グリッドがどのように回転されたかを知らなければ、意味のある意思決定を行うことができないため、これは16QAMでは機能しません。

したがって、私の観点から、ここで実行可能な唯一のアプローチは、常に

• 方法1
  • 正しい位相を直接推定して修正する
• 方法2
  • 星座を曖昧なものに逆回転させる $0$、 $\frac \pi2$、 $\pi$ または $\frac 32 \pi$、 その後
  • 残りのあいまいさをデータで解決します。

タイプ1の方法は、たとえば、既知のプリアンブルの形状との相関です（決定なし！）。

タイプ2の方法は、たとえば、観測された複素数の統計分析を行って、受信されたコンスタレーションポイントの正方形のバウンディングボックスを見つけ、IおよびQ軸に平行になるようにデローテーションします。最初に一貫性が必要になることに注意してください！

いずれの場合でも、16QAMは通常、高速システムで使用され、正しい位相を一度回復したら、パイロットシンボルを通じて、または継続的に実行されるPLLを通じて、これらの位相を追跡する必要があります。決定者からの位相エラー情報。