Kaj je QAM - Kvadratura amplitudna modulacija

Pregled, informacije in tutorial o osnovah, kar je QAM, Kvadratura amplitudna modulacija, oblika modulacije uporabljajo za radijsko komunikacijo.

Quadrature Amplitude Modulation ali QAM je oblika modulacije, ki se pogosto uporablja za modulacijo podatkovne signale na prevoznika, ki se uporablja za radijske komunikacije. To se pogosto uporabljajo, ker nudi prednosti pred drugimi oblikami podatkov modulacijo kot PSK, čeprav so številne oblike podatkov modulacije delujejo drug ob drugem.

Kvadraturno amplitudno modulacijo, QAM je signal, pri kateri dve nosilci premaknilo v fazi z 90 stopinj moduliran in nastalo proizvodnjo sestavlja obeh amplitudne in fazne razlike. Glede na dejstvo, da sta prisotni obe amplitudne in fazne spremembe lahko tudi štejejo kot zmes amplitudne in fazne modulacije.

Motiv za uporabo amplitude kvadraturne modulacije izhaja iz dejstva, da ravno amplitudno moduliranih signalov, tj dvojno stranskega celo z potlačene nosilcem zaseda dvakrat pasovno širino moduliranega signala. To je zelo potratna razpoložljivega frekvenčnega spektra. QAM vzpostavlja ravnovesje z dajanjem dveh neodvisnih dvoposteljni stranskega zatreti carrier signale v istem spektru kot ene navadne double stranskega supressed nosilnega signala.

Analogni in digitalni QAM

Kvadratura amplitudna modulacija, lahko QAM obstajajo, kaj se lahko označi kot bodisi analogno ali digitalne formate. Analogne različice QAM se navadno uporabljajo, da se omogoči več analogne signale, ki se izvajajo na enem nosilcu. Na primer se uporablja v PAL in NTSC televizijskih sistemih, kjer se prek različnih kanalov, ki jih QAM mu omogočajo opravljanje komponente chroma ali barvnih podatkov. V radijskih aplikacij se uporabi sistem, znan kot C-quam za AM stereo radio. Tu so različni kanali omogočajo dva kanala, potrebne za stereo, ki se izvajajo na enega samega prevoznika.

Digitalni formati QAM se pogosto omenja kot "kvantizirana QAM" in se jih vedno bolj uporabljajo za komunikacijo s podatki pogosto v radijskih komunikacijskih sistemov. Radijski komunikacijski sistemi, ki segajo od celične tehnologije kot v primeru LTE prek brezžičnih sistemov, vključno z WiMAX in Wi-Fi 802.11 uporabljajo različne oblike QAM in uporaba QAM bo povečala le znotraj področja radijskih komunikacij.

Osnove QAM Digital / kvantizirana

Kvadratura amplitudne modulacije, QAM, kadar se uporablja za digitalni prenos za radijskih komunikacijskih aplikacij je sposoben opravljati hitrejši prenos podatkov kot navadne amplitudno moduliran shem in shem fazi moduliran. Kot pri izmenskem vnašanju faze, itd, je število točk, pri kateri je signal odpočije, tj število točk na ozvezdju navedeno v opisu formata modulacije, npr 16QAM uporablja 16 točk ozvezdje a.

Pri uporabi QAM se konstelacijskih točk običajno razporejena v kvadratne mreže z enako vertikalni in horizontalni razmik in kot rezultat so Najpogostejše oblike QAM uporabiti konstelacijo s številom točk, enako močjo 2 tj 4, 16, 64 . . . .

Z uporabo formati višjega reda modulaciji, to je več točk na konstelaciji, je mogoče prenašati več bitov na simbol. Vendar točke so bližje skupaj in so zato bolj dovzetni za hrup in podatkovnih napak.

Običajno QAM ozvezdje je kvadrat in zato najpogostejše oblike QAM 16QAM, 64QAM in 256QAM.

Prednost premestitvijo v višjih oblikah naročilo je, da obstaja več točk v konstelaciji, zato je možno posredovati več bitov na simbol. Slaba stran je, da so ozvezdje točke bližje skupaj in zato je povezava bolj občutljivi na hrup. Kot rezultat so višje različice naročilo za QAM uporablja samo, če obstaja dovolj visoko razmerje signal šum.

Zagotoviti zgled, kako QAM deluje, diagram konstelacija prikazuje vrednote, povezane z različnimi državami Amerike za 16QAM signala. Iz tega je razvidno, da se neprekinjeno bitov lahko razporedi v štirih in predstavljeni kot zaporedje.

 

Bit zaporedje kartiranje za 16QAM signala

Običajno najnižja QAM bi naletela je 16QAM. Razlog za to je najnižja da so običajno prisotni, da je 2QAM enaka kot binarno faznega modulacija, BPSK in 4QAM je enak kot kvadraturne faznega modulacija, QPSK.

Poleg tega se 8QAM ne uporablja pogosto. To je zato, ker predstava napak stopnja 8QAM je skoraj enaka kot za 16QAM - to je le približno 0.5 dB boljši in hitrostjo prenosa podatkov, je le tri četrtine, da od 16QAM. To izhaja iz pravokotne, namesto kvadratne oblike konstelacije.

QAM prednosti in slabosti

Čeprav QAM se zdi, da se poveča učinkovitost prenosa po radijskih komunikacijskih sistemov, z uporabo tako amplitude in faze različic, ima številne pomanjkljivosti. Prvi je, da je bolj dovzetna za hrup, ker so države bližje skupaj, tako da je potrebna nižja raven hrupa, da se premaknete signal do drugačne odločitve točke. Sprejemniki za uporabo v fazi ali frekvence modulacije sta sposobni uporabljati omejevanje ojačevalniki, ki so sposobni, da odstranite vse amplitude hrupa in s tem izboljšala zanašanje hrupa. To ne velja QAM.

Druga omejitev je povezano tudi s komponento amplitude signala. Ko se signal faza ali frekvenčno modulirane pomnožili v radijski oddajnik, ni potrebe po uporabi linearne ojačevalnikov, ker pri uporabi QAM, ki vsebuje amplitudno komponento, mora linearnost treba vzdrževati. Žal linearni ojačevalniki so manj učinkoviti in porabijo več energije, in to jih naredi manj privlačno za mobilne aplikacije.

QAM vs druge formate modulacije

Ker obstajajo prednosti in slabosti uporabe QAM je treba primerjati QAM z drugimi načini pred odločitvijo o optimalnem načinu. Nekateri radijski komunikacijski sistemi dinamično spreminjanje sistema modulacije odvisna od pogojev povezave in zahtev - Nivo signala, hrup, hitrost prenosa je potreben, itd

Spodnja tabela primerja različne oblike modulacije:

Povzetek tipov modulacije s podatki o zmogljivosti
Modulacijski bitov na simbol Napaka meja napak
OOK 1 1/2 0.5 Nizka
BPSK 1 1 1 Srednje
QPSK 2 1 / √2 0.71 Srednje
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 visoko

64QAM 6 √2 / 14 0.1 visoko

Značilno je bilo ugotovljeno, da je, če se zahteva hitrosti prenosa podatkov poleg tistega, ki ga je mogoče doseči z uporabo 8-PSK bolj običajno uporabljajo premaknjena amplitudno modulacijo. To je zato, ker ima večjo razdaljo med sosednjima točkama v I o - Q ravnini in to izboljša njeno odpornost hrupa. Kot rezultat lahko doseže enako hitrost prenosa podatkov na ravni, nižji signala.

Vendar pa so točke, ni več enako amplitudo. To pomeni, da mora Demodulator odkrivanje tako fazo in amplitudo. Tudi dejstvo, da je amplituda se spreminja pomeni, da linearni ojačevalnik si zahteva, da ojači signal.

Pustite sporočilo 

Seznam sporočilo