Modulacja QAM dla łączy mikrofalowych

1. Co to jest QAM?

Modulacja to technika transmisji danych, która przesyła sygnał wiadomości wewnątrz innej nośnej o wyższej częstotliwości, zmieniając nośną, aby bardziej przypominała wiadomość. Kwadraturowa modulacja amplitudy (QAM) jest formą modulacji, która wykorzystuje dwie nośne - przesunięte w fazie o 90 stopni - i różne szybkości transmisji symboli (tj. Przesyłane bity na symbol) w celu zwiększenia przepustowości. Tabela w tym poście na blogu (Rysunek 1) opisuje różne powszechne poziomy modulacji, powiązane bity / symbole i przyrostową poprawę wydajności powyżej następnego niższego stopnia modulacji.

 

Tabela modulacji QAM bez kabli

2. Czy wszyscy operatorzy, którzy używają mikrofalowego łącza zwrotnego, muszą używać QAM wyższego rzędu?

QAM wyższego rzędu niekoniecznie są niezbędne dla wszystkich operatorów sieci. Jednak modulacje wyższego rzędu zapewniają jedną metodę uzyskiwania wyższej przepustowości danych i są użytecznym narzędziem do spełnienia wymagań dotyczących przepustowości sieci backhaul LTE.

3. Jaka jest główna zaleta używania QAM wyższego rzędu z radiami mikrofalowymi?
Główną zaletą jest zwiększona pojemność lub wyższa przepustowość. Jednak poprawa wydajności maleje z każdym wyższym krokiem modulacji (tj. Przechodząc od 1024QAM do 2048QAM poprawa wynosi tylko około 10 procent!), Więc rzeczywista zdolność samych modulacji wyższego rzędu do osiągnięcia celu zwiększenia przepustowości jest bardzo ograniczona. Potrzebne będą inne techniki.

4. Jakie są kompromisy między QAM wyższego rzędu a wydajnością RF?
Po pierwsze, z każdym krokiem wzrostu QAM wydajność RF radia mikrofalowego jest degradowana zgodnie ze stosunkiem nośnej do zakłóceń (C / I). Na przykład przejście z 1024QAM do 2048QAM spowoduje wzrost C / I o 5 dB (Rysunek 2). Powoduje to, że łącze mikrofalowe ma znacznie większą wrażliwość na zakłócenia, co utrudnia koordynację łączy i zmniejsza gęstość łącza. Wraz ze wzrostem szumów fazowych będzie wzrastał koszt złożoności projektu.

Kompromisy w modulacji QAM bez kabli

Ponadto, zwiększając z 1024QAM do 2048QAM, wzmocnienie systemu zmniejszy się z powyżej 80 dB do nieco powyżej 75 dB (Rysunek 2). Przy znacznie niższym wzmocnieniu systemu, łącza mikrofalowe będą musiały być krótsze i trzeba będzie zastosować większe anteny, co zwiększy całkowity koszt posiadania i wprowadzi dodatkowe problemy z projektowaniem łączy i planowaniem ścieżek.

Wszystkie powyższe są wynikiem funkcji liniowych: degradują się w relacji jeden do jednego wraz z przejściem na QAM wyższego rzędu. Tymczasem wzrost wydajności uzyskany z QAM wyższego rzędu jest funkcją krzywej spłaszczania: każdy krok wzrostu QAM powoduje zmniejszenie procentowego wzrostu pojemności w porównaniu z wcześniejszymi wzrostami QAM. Korzyści związane z dodatkową wydajnością są zmniejszone, jeśli weźmie się pod uwagę dodatkowe koszty wyższego C / I i niższego zysku systemu.

5. Czy musisz używać adaptacyjnego kodowania i modulacji (ACM) podczas korzystania z QAM wyższego rzędu?
ACM należy zaimplementować, wykorzystując QAM wysokiego rzędu, aby zrównoważyć mniejsze wzmocnienie systemu. Jednakże, chociaż ACM pomaga złagodzić skutki trudniejszej propagacji przy stosowaniu modulacji wyższego rzędu, nie może pomóc zrównoważyć zwiększonego C / I.

6. Co daje CableFree „ostrzeżenie” w sytuacji, gdy inne znane firmy wydają się wspierać tę technologię?
CableFree zdaje sobie sprawę, że modulacje wyższego rzędu nie są panaceum - lekarstwem na wszystko. Chociaż każda drobna poprawa przepustowości w technologii może pomóc, skupienie się na technologiach, które zwiększają wydajność o setki punktów procentowych w porównaniu z dziesiątkami punktów procentowych, jest obecnie najbardziej krytyczne. CableFree uważa, że ​​te setki punktów procentowych poprawy wydajności będą najważniejszym krokiem naprzód. To właśnie w tych technologiach CableFree ma „heads-up”. Techniki takie obejmują wdrażanie większej ilości widma - szczególnie w postaci rozwiązań wielokanałowych wiązań RF (N + 0) - w celu osiągnięcia co najmniej 200-procentowego wzrostu wydajności. Ta technika jest uzależniona od dostępności częstotliwości, ale dzięki elastycznym implementacjom N + 0 (takim jak możliwość korzystania z kanałów częstotliwości w różnych pasmach i różnych rozmiarach kanałów) można uniknąć wielu problemów z przeciążeniem.

Po drugie, inteligentne wymiarowanie sieci dosyłowej w oparciu o sprawdzone zasady, najlepsze praktyki i możliwości jakości usług (QoS) L2 / L3 to kolejna technika zapewniająca potencjalnie bardzo duże korzyści w zakresie przepustowości dosyłowej. Modulacje wyższego rzędu mogą być jednym z narzędzi do osiągnięcia wymaganego wzrostu przepustowości w sieci dosyłowej. Należy jednak dobrze zrozumieć ich nieodłączne wady, a najwięcej uwagi należy poświęcić innym technikom, które zapewniają bardziej znaczące i wymierne korzyści.

7. Czy operatorzy będą musieli „zmodernizować” radia mikrofalowe, aby móc obsługiwać QAM wyższego rzędu w swojej istniejącej infrastrukturze mikrofalowej? A może będzie potrzebny zupełnie nowy sprzęt?
Zależy to od wieku i modelu istniejących radiotelefonów. Starsze systemy mikrofalowe będą prawdopodobnie wymagały „modernizacji”, aby obsługiwały modulacje 512QAM i wyższe. Niedawno zainstalowane systemy mikrofalowe powinny obsługiwać te technologie bez nowego sprzętu.

8. Jak będzie ewoluować QAM w przyszłości? Czy wprowadzenie QAM wyższego rzędu jest procesem nieokreślonym, który nie ma końca?

Wprowadzenie QAM wyższego rzędu nie jest procesem niekończącym się. Jak pokazano na rysunku 1 powyżej w tym poście na blogu, obowiązuje prawo malejących zwrotów: procentowa poprawa przepustowości zmniejsza się wraz ze wzrostem współczynników modulacji. Koszt i złożoność implementacji QAM wyższego rzędu prawdopodobnie nie są warte korzyści wynikających ze zwiększenia przepustowości - w każdym razie nie więcej niż 1024QAM.

Zostaw wiadomość 

Lista komunikatów