Čo je to QAM - Quadrature amplitúdová modulácia

Prehľad, informácie a konzultácie o základoch toho, čo je QAM, Quadrature Amplitude Modulation, forma modulácia používa pre rádiové komunikačné aplikácie.

Quadrature amplitúdová modulácia QAM, alebo je forma modulácie, ktorý je široko používaný pre moduláciu dátových signálov na nosič použitý pre rádiovú komunikáciu. To je široko používaný, pretože ponúka výhody oproti iným formám modulácia dát, ako je PSK, aj keď mnoho foriem modulácia dátového pracovať vedľa seba.

Quadrature amplitúdová modulácia, QAM je signál, v ktorom dvaja nosiča posunutý vo fáze 90 stupňov sú modulované a výsledný výstup sa skladá tak z variácií amplitúdy a fázy. Vzhľadom na to, že obe zmeny amplitúdy a fázy sú prítomné, môže byť tiež považovaná za zmes amplitúdy a fázové modulácie.

Motivácia pre použitie kvadratúrnej amplitúdovej modulácie vychádza zo skutočnosti, že priama amplitúda modulovaný signál, tj dvojité postranné pásmo, aj s potlačeným nosičom zaberá dvojnásobnú šírku pásma modulačného signálu. To je veľmi nehospodárne dostupného frekvenčného spektra. QAM obnoví rovnováhu umiestnením dvoch nezávislých obojstranného postranného potláčaná nosná signály v rovnakej spektrum ako jednu kmeňovú obojstranného postranného potláčaná signálu.

Analógové a digitálne QAM

Quadrature amplitúdová modulácia, QAM môžu existovať v tom, čo možno označiť analógovej alebo digitálnej formát. Analógové verzia QAM sa zvyčajne používajú povoliť viac analógové signály, ktoré majú byť vykonané na jednom nosiči. Napríklad sa používa v PAL a NTSC televíznych systémov, v ktorých sa rôzne kanály poskytované QAM, ktoré mu umožnia vykonávať zložky chróma alebo farebné informácie. U rádiových aplikácií je systém známy ako C-Quam používa pre AM stereo rádio. Tu rôzne kanály umožňujú potrebné pre stereo dva kanály, ktoré majú byť vykonané na jedinej nosnej.

Digitálne formáty QAM sú často označované ako "kvantovaných QAM", a sú stále viac používa pre dátovú komunikáciu sa často v rádiových systémov. Rádiové komunikačné systémy v rozsahu od bunkovej technológie, ako je tomu v prípade LTE prostredníctvom bezdrôtových systémov, vrátane WiMAX a Wi-Fi pripojenie na 802.11 používajú rôzne formy QAM, a použitie QAM sa zvýši len v oblasti rádiovej komunikácie.

Digital / quantised Základy QAM

Quadrature amplitúdová modulácia, QAM, ak sa používajú pre digitálne vysielanie pre rozhlasové komunikačných aplikácií je schopný prenášať vyššie prenosové rýchlosti ako obyčajných amplitúdy modulované schém a fázových modulovaný schém. Ako s fázovým posunom, atď, počet bodov, v ktorých je signál môže zvyšok, teda počet bodov na štruktúre je to uvedené v popise modulačné formát, napr 16QAM používa 16 bod konštelácie.

Pri použití QAM sa konštalačný bod sa normálne usporiadané v štvorcovom rastri s rovnakou vertikálne a horizontálne rozstup, a v dôsledku toho najčastejšie formy QAM používajú konštelácie s počtom bodov, rovnajúcu sa sile 2 tj 4, 16, 64 , , , ,

Pomocou formátov modulácie vyššieho rádu, teda viac bodov na konšteláciu, je možné prenášať viac bitov na symbol. Avšak body sú bližšie pri sebe a sú preto viac náchylné k hluku a dátové chyby.

Normálne QAM súhvezdí je štvorec, a preto sú najčastejšie formy QAM 16QAM, 64QAM a 256QAM.

Výhodou postupu do vyšších rádov formátov je to, že existuje viac bodmi v konštelácii, a preto, že je možné prenášať viac bitov na symbol. Nevýhodou je, že tieto body sa sú bližšie pri sebe, a preto je väzba náchylné k šumu. V dôsledku toho, vyšších rádov verzia QAM sa používajú len v prípade, že je dostatočne vysoký odstup signálu od šumu.

Ak chcete uviesť príklad toho, ako funguje QAM, diagram súhvezdí nižšie ukazuje hodnoty spojené s rôznymi stavmi pre 16QAM signál. Z toho je možné vidieť, že kontinuálne bitový tok môže byť zoskupené do štyroch a sú reprezentované ako sekvencie.

 

Bit sekvencie mapovanie pre 16QAM signál

Normálne najnižšieho rádu QAM stretol je 16QAM. Dôvod pre to je najnižšia poradí obvykle stretávame, je, že 2QAM je rovnaká ako binárny fázového posunu kľúčovanie, BPSK, a 4QAM je rovnaký ako kvadraturního fázového posunu kľúčovanie, QPSK.

Navyše 8QAM sa príliš nepoužíva. To je preto, že chyba-rate výkon 8QAM je takmer rovnaký ako u 16QAM - to je len o 0.5 dB lepší a rýchlosti prenosu dát je len tri štvrtiny, že of 16QAM. To vychádza z pravouhlého, nie štvorcový tvar súhvezdia.

QAM výhody a nevýhody

Aj keď sa zdá QAM pre zvýšenie účinnosti prenosu pre rádiových systémov s využitím oboch variácií amplitúdy a fázy, má rad nevýhod. Prvá je, že to je viac náchylné k šumu, pretože stavy sú bližšie pri sebe tak, že je potreba nižšia úroveň hluku posun signálu na iný bod rozhodnutia. Prijímače pre použitie s fázovou alebo frekvenčnou moduláciou sú obaja schopní používať obmedzovanie zosilňovače, ktoré sú schopné odstrániť amplitúdy šumu a tým zlepšenie hlukovej spoliehania. To nie je prípad s QAM.

Druhé obmedzenie je tiež spájaný s komponentom amplitúda signálu. Keď je fáza alebo frekvenčné modulovaný signál zosilnený v vysielača, nie je nutné použiť lineárny zosilňovače, zatiaľ čo pri použití QAM, ktorý obsahuje komponent amplitúdy, lineárnosti, musí byť zachovaná. Bohužiaľ lineárne zosilňovače sú menej efektívne a spotrebujú viac energie, a to z nich robí menej atraktívny pre mobilné aplikácie.

QAM vs iných formátov modulácie

Ako tam sú výhody a nevýhody použitia QAM je nutné porovnať QAM s inými druhmi pred rozhodnutím o optimálnom režime. Niektoré systémy majú rádiokomunikačnej dynamicky meniť v závislosti od podmienok, na odkaz a požiadavky na modulačné schéma - Úroveň signálu, šum, rýchlosť prenosu dát požadované, atď

V nasledujúcej tabuľke sú porovnané rôzne druhy modulácie:

Prehľad typov modulácie s dátovej kapacity
Modulácia Bitov na symbol Zložitosť chybovej marže
OOK 1 1/2 0.5 Nízka
BPSK 1 1 1 stredná
QPSK 2 1 / √2 0.71 stredná
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 vysoké

64QAM 6 √2 / 14 0.1 vysoká

Zvyčajne sa zistí, že sú nutné dátové rýchlosti nad tie, ktoré možno dosiahnuť za použitia 8-PSK, to je viac obvyklé použiť kvadratúrnej amplitúdovú moduláciu. To preto, že má väčšiu vzdialenosť medzi priľahlými bodmi v I - Q rovine a to zlepšuje jej hluku imunitu. V dôsledku toho môže dosiahnuť rovnakú prenosovú rýchlosť na nižšej úrovni signálu.

Body už žiadne rovnakou amplitúdou Avšak. To znamená, že sa musí detekovať aj demodulátor fázy a amplitúdy. Tiež skutočnosť, že sa amplitúda mení znamená, že vyžaduje lineárny zosilňovač si zosilniť signál.

Zanechajte správu 

zoznam správ