Co to jest QAM: modulacja kwadraturowa amplitudy

„QAM: Modulacja kwadraturowa amplitudy łączy zmiany amplitudy i fazy w celu zapewnienia dodatkowej wydajności i jest szeroko stosowana w komunikacji danych. Kwadraturowa modulacja amplitudy, QAM wykorzystuje zarówno komponenty amplitudy, jak i fazy, aby zapewnić formę modulacji, która jest w stanie zapewnić wysoki poziom wydajności wykorzystania widma. ----- FMUSER"

Jest w stanie zapewnić bardzo skuteczną formę modulacji danych i jako taki jest stosowany we wszystkim, od telefonów komórkowych po Wi-Fi i prawie każdą inną formę szybkiego systemu transmisji danych.

#Co to jest QAM, modulacja kwadraturowa amplitudy
Modulacja kwadraturowej amplitudy, QAM jest sygnałem, w którym dwa nośne przesunięte w fazie o 90 stopni (tj. Sinus i cosinus) są modulowane i łączone. W wyniku różnicy faz 90 ° są kwadraturowe, co powoduje powstanie nazwy. Często jeden sygnał nazywany jest sygnałem fazy lub „I”, a drugim sygnałem kwadratury lub „Q”.

Wynikowy ogólny sygnał składający się z kombinacji nośników I i Q zawiera zarówno amplitudę, jak i zmiany faz. Z uwagi na fakt, że występują zarówno zmiany amplitudy, jak i fazy, można je również uznać za mieszaninę modulacja amplitudy i fazy.

Motywacja do zastosowania kwadraturowej modulacji amplitudy wynika z faktu, że prosty sygnał modulowany amplitudą, tj. Podwójna wstęga boczna nawet z tłumioną nośną zajmuje dwukrotnie szerokość pasma sygnału modulującego. Jest to bardzo marnotrawstwo dostępnych widmo częstotliwości. QAM przywraca równowagę poprzez umieszczenie dwóch niezależnych podwójnych sygnałów nośnych z tłumionym pasmem w tym samym widmie, co jeden zwykły podwójny sygnał nośny z supresją.

Zobacz także: >>Porównanie 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

#Analogowa i cyfrowa QAM
Modulacja kwadraturowej amplitudy, modulacja QAM może istnieć w tak zwanych formatach analogowych lub cyfrowych. The analog wersje QAM są zwykle używane, aby umożliwić przenoszenie wielu sygnałów analogowych na jednej nośnej. 

Na przykład jest stosowany w systemach telewizyjnych PAL i NTSC, gdzie różne kanały zapewniane przez QAM umożliwiają przenoszenie składników informacji o barwie lub kolorze. W zastosowaniach radiowych system stereo C-QUAM jest używany do stereofonicznego radia AM. Tutaj różne kanały umożliwiają przenoszenie dwóch kanałów wymaganych do stereo na jednej nośnej.

# Techniki konwersji cyfrowej na analogową

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.

Zobacz także: >> Sześć indeksów formatów QAM, które powinieneś wiedzieć 

Cyfrowy / skwantowanego podstawy QAM
Modulacja kwadraturowej amplitudy, QAM, gdy jest używana do transmisji cyfrowej dla radio aplikacje komunikacyjne jest w stanie przenosić wyższe prędkości danych niż zwykłe schematy modulowane amplitudowo i schematy modulowane fazowo.

Podstawowe sygnały wykazują tylko dwie pozycje, które pozwalają na przeniesienie 0 lub 1. Korzystając z modulacji QAM, można zastosować wiele różnych punktów, z których każdy ma określone wartości fazy i amplitudy. Jest to znane jako diagram konstelacji. Różnym pozycjom przypisywane są różne wartości, dzięki czemu pojedynczy sygnał może przesyłać dane ze znacznie większą szybkością.

# Schemat konstelacji dla sygnału 16QAM pokazujący położenie różnych punktów

Jak pokazano powyżej, punkty konstelacji są zazwyczaj ułożone w kwadratową siatkę z równymi odstępami poziomymi i pionowymi. Chociaż dane są binarne, najpopularniejsze formy QAM, choć nie wszystkie, są tam, gdzie konstelacja może tworzyć kwadrat o liczbie punktów równej potędze 2, tj. 4, 16, 64. . . . , tj. 16QAM, 64QAM itp.

Dzięki zastosowaniu formatów modulacji wyższego rzędu, tj. Większej liczby punktów w konstelacji, możliwe jest przesłanie większej liczby bitów na symbol. Jednak punkty są bliżej siebie i dlatego są bardziej podatne na szumy i błędy danych.

Zaletą przejścia do formatów wyższego rzędu jest to, że w konstelacji znajduje się więcej punktów, a zatem możliwe jest przesłanie większej liczby bitów na symbol. Minusem jest to, że punkty konstelacji są bliżej siebie, a zatem połączenie jest bardziej podatne na szum. W rezultacie wersje QAM wyższego rzędu są używane tylko wtedy, gdy występuje wystarczająco wysoki 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.

Zobacz także: >> Modulator i demodulator QAM  

# Bitowe mapowanie sekwencji dla sygnału 16QAM 
Bit mapping sekwencję sygnału 16QAM
Zwykle napotkana QAM najniższego rzędu to 16QAM. Powodem tego, że jest to zwykle najniższy poziom, jest to, że 2QAM jest taki sam jak binarne kluczowanie z przesunięciem fazowym BPSK, a 4QAM jest taki sam jak kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym, 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

Chociaż QAM wydaje się zwiększać wydajność transmisja dla systemów radiokomunikacyjnych, wykorzystujących zarówno amplitudę, jak i zmiany faz, ma wiele wad. 

● Po pierwsze, jest bardziej podatny na zakłócenia, ponieważ stany są bliżej siebie, dlatego potrzebny jest niższy poziom hałasu, aby przenieść sygnał do innego punktu decyzji. Odbiorniki do użytku z modulacją fazową lub częstotliwościową mogą wykorzystywać wzmacniacze ograniczające, które są w stanie usunąć wszelkie szumy amplitudowe, a tym samym poprawić zależność od szumu. Nie jest tak w przypadku 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.

Zobacz także: >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 rodzajów modulacji QAM

#QAM vs PSK i inne tryby
Decydując się na formę modulacji, warto porównać AM vs PSK i inne tryby, sprawdzając, co każdy ma do zaoferowania.

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:

MODULACJA	BITY NA SYMBOL	- MARGIN BŁĘDU -	ZŁOŻONOŚĆ
OOK	1	1/2	0.5	niski
BPSK	1	1	1	Średni
QPSK	2	1 / √2	0.71	Średni
16QAM	4	√2 / 6	0.23	Wysoki
64QAM	6	√2 / 14	0.1	Wysoki

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.

Zobacz również: >> Jaka jest różnica między AM a FM? 
                                >>Jaka jest różnica między „dB”, „dBm” i „dBi”? 
                                >>Jak ręcznie ładować / dodawać listy odtwarzania IPTV M3U / M3U8 na obsługiwanych urządzeniach
                                >>Co to jest VSWR: współczynnik napięcia fali stojącej

Zostaw wiadomość 

Lista komunikatów