Co to jest QAM - Quadrature Amplitude Modulation

Przegląd, informacje i poradnik o podstawach, co jest QAM, Quadrature Amplitude Modulation, forma modulacji używany do zastosowań radiokomunikacyjnych.

Lub kwadraturowej modulacji amplitudowo-fazowej QAM jest rodzajem modulacji, który jest powszechnie stosowany do modulowania sygnałów danych na nośniku stosowany w komunikacji radiowej. Jest szeroko stosowany, ponieważ daje korzyści w porównaniu z innymi formami modulacji danych, takich jak PSK, chociaż wiele form modulacji danych pracować obok siebie.

Quadrature Amplitude Modulation, QAM jest to sygnał, w którym obaj przewoźnicy przesunięte w fazie o 90 stopni są modulowane, a wyjście wypadkową składa się zarówno zmian amplitudy i fazy. Ze względu na fakt, że zarówno zmiany amplitudy i fazy są obecne mogą być również traktowane jako mieszaniny amplitudzie i modulacji fazy.

Motywację do stosowania Modulacja QAM jest z faktem, że prostą modulacją amplitudy sygnału, tzn dwuwstęgowy nawet tłumionego nośnika zajmuje dwa pasma sygnału modulującego. To jest bardzo rozrzutny dostępnego widma częstotliwości. QAM przywraca równowagę przez umieszczenie dwóch niezależnych bocznej stłumiony sygnał podwójne nośnika w tej samej częstotliwości jak jeden zwykły dwuwstęgowy sygnał stłumiony nośnej.

Analogowy i cyfrowy QAM

Modulacja QAM, QAM może istnieć w co można nazwać zarówno analogowe lub cyfrowe formaty. Wersje analogowych QAM są zazwyczaj stosowane, aby umożliwić wielokrotne sygnały analogowe do noszenia na jednym nośniku. Na przykład jest stosowany w systemach PAL i NTSC telewizyjnych, w których świadczone przez różne kanały QAM umożliwienia przeprowadzenia składowe chrominancji lub koloru informacji. W aplikacji radiowych system znany jako C-QUAM służy do radia AM stereo. Oto różne kanały umożliwiają dwa kanały stereo z wymaganych do być przewożone na jednego przewoźnika.

Cyfrowych formatów modulacji QAM, są często określane jako "skwantowanych QAM" i są one coraz częściej wykorzystywane do transmisji danych często w systemach komunikacji radiowej. Systemy łączności radiowej, począwszy od technologii komórkowej, jak w przypadku LTE poprzez systemy bezprzewodowe, w tym WiMAX i Wi-Fi 802.11 korzystać z różnych form modulacji QAM, a korzystanie z modulacji QAM wzrośnie tylko w dziedzinie łączności radiowej.

Cyfrowy / skwantowanego podstawy QAM

Modulacja QAM, QAM, kiedy jest stosowany do transmisji cyfrowej do zastosowań radiokomunikacyjnych jest w stanie przenosić większe szybkości transmisji danych niż zwykłych programów i systemów z modulacją amplitudy fazy modulowany. Jak kluczowanie z przesunięciem fazy, itp liczba punktów, w których sygnał może spoczynkowej, czyli liczba punktów konstelacji jest wskazane w opisie formacie modulacji, np 16QAM wykorzystuje punkt 16 konstelacji.

Przy użyciu modulacji QAM, punkty konstelacji są zwykle umieszczone w kwadratowej siatki z jednakowym odstępem w pionie i w poziomie i w wyniku tego najbardziej popularne formy QAM wykorzystać konstelację do liczby punktów równą mocy 2 tj 4, 16, 64 , , , ,

Używając formatu modulacji wyższego rzędu, to znaczy więcej punktów konstelacji, to jest możliwe, aby transmitować więcej bitów na symbol. Jednakże wskazuje się bliżej siebie, a zatem są bardziej podatne na błędy szumu i danych.

Normalnie konstelacji QAM jest kwadratowy, a więc najbardziej popularne formy QAM 16QAM, 64QAM i 256QAM.

Zaletą przejścia do wyższych formatów porządku jest to, że nie ma więcej punktów w konstelacji i dlatego możliwe jest przesyłanie większej liczby bitów na symbol. Minusem jest to, że konstelacja punkty są bliżej siebie, a więc związek jest bardziej podatny na zakłócenia. W rezultacie wyższe wersje rzędu QAM są stosowane tylko wtedy, gdy nie jest na tyle wysoka stosunek sygnału do szumu.

Aby zapewnić przykład jak QAM działa, diagram konstelacji poniżej przedstawia wartości związane z różnymi państwami na sygnał 16QAM. Z powyższego można zauważyć, że ciągły strumień bitów mogą być pogrupowane w cztery łapy i przedstawiono w sekwencji.

 

Bit mapping sekwencję sygnału 16QAM

Zwykle najniższe rzędu QAM napotkał jest 16QAM. Powodem tego jest najmniejszą kolejność normalnie występujące że 2QAM jest taka sama jak kluczowanie binarne z przesuwem fazy BPSK oraz 4QAM jest taka sama jak kwadraturowego kluczowania przesunięcia fazy QPSK.

Dodatkowo 8QAM nie są powszechnie stosowane. To dlatego, że wydajność error-rate of 8QAM jest prawie taka sama, jak 16QAM - to tylko 0.5 dB lepsze i szybkości transmisji danych są tylko trzy czwarte większa od 16QAM. Wynika to z prostokątnego, a nie kwadratowy konstelacji.

QAM zalety i wady

QAM, chociaż wydaje się zwiększać efektywność transmisji dla systemów łączności radiowej poprzez zastosowanie zarówno zmiany amplitudy i fazy, to ma szereg wad. Pierwszym z nich jest to, że jest bardziej podatny na zakłócenia, ponieważ stany są bliżej siebie tak, że potrzebny jest niższy poziom hałasu przenieść sygnał do innego punktu decyzji. Odbiorniki do użytku z modulacją częstotliwości lub fazy są zarówno w stanie wykorzystać ograniczenie wzmacniacze, które są w stanie usunąć szum amplitudy a tym samym poprawę zależność hałasu. Nie jest to w przypadku modulacji QAM.

Drugim ograniczeniem jest również związany z elementem amplitudy sygnału. Gdy sygnał fazy lub częstotliwości modulowanej amplifikuje się z nadajnika, nie ma potrzeby stosowania wzmacniaczy liniowych, podczas gdy za pomocą modulacji QAM, która zawiera składnik amplitudy liniowość musi być utrzymana. Niestety wzmacniacze liniowe są mniej wydajne i zużywają więcej energii, a to sprawia, że ​​są mniej atrakcyjne dla aplikacji mobilnych.

QAM vs innych formatów modulacji

Jak są zalety i wady korzystania z modulacji QAM, konieczne jest porównanie QAM z innymi formami przed podjęciem decyzji o trybie optymalnym. Niektóre systemy łączności radiowych dynamicznie zmieniać modulacji zależy od warunków i wymagań - łącza poziomu sygnału, hałas, wymaganej szybkości transmisji danych, itp

Poniższa tabela porównuje różne formy modulacji:

Podsumowanie typów modulacji o pojemności danych
Bity modulacji na symbol Margines błędu Złożoność
OOK 1 1/2 0.5 Niski
BPSK 1 1 1 Średni
QPSK 2 1 / √2 0.71 Średnia
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 Wysoki

64QAM 6 √2 / 14 0.1 Wysoka

Zazwyczaj jest to, że jeśli wymagane są szybkości transmisji danych poza tymi, które można osiągnąć za pomocą 8-PSK, bardziej zwykle wykorzystywać Modulacja QAM. To dlatego, że ma większą odległość pomiędzy sąsiednimi punktami w I - płaszczyźnie Q, a to poprawia jego odporność na zakłócenia. W wyniku tego można osiągnąć tą samą szybkość transmisji danych, przy niższym poziomie sygnału.

Jednak nie wskazuje już samo amplitudy. Oznacza to, że demodulator musi wykryć zarówno fazy i amplitudy. Także fakt, że amplituda zmienia oznacza liniowy si wzmacniacz wymagane w celu amplifikacji sygnału.

Zostaw wiadomość 

Lista komunikatów