Ce este QAM - Quadrature Amplitude Modulation

Prezentare generală, informații și tutorial despre elementele de bază a ceea ce este QAM, Quadrature Amplitude Modulation, o formă de modulare utilizate pentru aplicații de comunicații radio.

Quadrature Amplitude Modulation sau QAM este o formă de modulare, care este utilizat pe scară largă pentru modularea semnalelor de date pe un suport folosit pentru comunicațiile radio. Acesta este utilizat pe scară largă, deoarece oferă avantaje față de alte forme de modulare date, cum ar fi PSK, deși multe forme de modulare date funcționa în paralel.

Quadrature Amplitude Modulation, QAM este un semnal în care doi transportatori mutat in faza de 90 grade sunt modulate și de ieșire rezultat constă atât amplitudinea și faza variații. Având în vedere faptul că ambele amplitudine și fază variații sunt prezente poate fi, de asemenea, considerată ca un amestec de amplitudine și modulația de fază.

O motivație pentru utilizarea modulare cuadratură amplitudine vine de la faptul că un drept modulată în amplitudine semnal, adică laterală dublu, chiar cu un purtător suprimat ocupă de două ori lățimea de bandă a semnalului modulator. Acest lucru este foarte risipitoare a spectrului de frecvențe disponibile. QAM restabilește echilibrul prin plasarea doi bandă laterală suprimată semnale independente purtătoare duble în același spectru ca fiind una dubla laterală ordinar semnal purtător suprimată.

Analogice și digitale QAM

Quadrature amplitudine de modulare, QAM pot exista în ceea ce poate fi numit fie analogice sau formate digitale. Versiunile analogice ale QAM sunt de obicei folosite pentru a permite mai multor semnale analogice să se desfășoare pe o singură purtător. De exemplu, este utilizat în sisteme PAL si NTSC televiziune, în cazul în care diferitele canale oferite de QAM-și putea exercita componentele Chroma sau culoarea informații. În aplicațiile de radio-un sistem cunoscut sub numele de C-quam este folosit pentru Radio AM stereo. Aici diferite canale permite celor două canale necesare pentru stereo care trebuie efectuate pe suportul unic.

Formate digitale de QAM sunt adesea menționată ca "cuantizați QAM" și acestea sunt folosite din ce în ce pentru comunicațiile de date de multe ori în cadrul sistemelor de comunicații radio. Sisteme de comunicații radio, de la tehnologie celulară ca și în cazul LTE prin sisteme fără fir, inclusiv WiMAX și Wi-Fi 802.11 folosi o varietate de forme de QAM, și utilizarea de QAM va crește doar în domeniul comunicațiilor radio.

Noțiuni de bază despre QAM digitale / cuantizați

Quadrature amplitudine de modulare, QAM, atunci când sunt utilizate pentru transmiterea digitală pentru aplicații de comunicații radio, este capabil de a transporta rate de date mai mari decât amplitudine modulate scheme obișnuite și scheme de fază modulat. Ca și în cazul de schimbare keying fază, etc, numărul de puncte la care semnalul poate odihni, adică numărul de puncte de pe constelația este indicat în descrierea de modulare format, de exemplu, 16QAM folosește o constelație punct 16.

Când se utilizează QAM, punctele constelației sunt în mod normal aranjate într-o grilă pătrată cu spațiere verticală și orizontală egale și ca urmare cele mai comune forme de QAM utiliza o constelație cu numărul de puncte egal cu o putere de 2 adică 4, 16, 64 . . . .

Prin utilizarea formate de modulație de ordin superior, de exemplu, mai multe puncte de pe constelația, este posibil să se transmită mai multe biți pe simbol. Cu toate acestea punctele sunt mai apropiate și, prin urmare, ele sunt mai sensibile la zgomot și de date de erori.

În mod normal, o constelație QAM este pătrat și, prin urmare, cele mai comune forme de QAM 16QAM, 64QAM și 256QAM.

Avantajul de a trece la formatele de ordin superior este faptul că există mai multe puncte în cadrul constelația și, prin urmare, este posibil să se transmită mai multe biți pe simbol. Dezavantajul este că punctele constelației sunt mai apropiate și, prin urmare, legătura este mai sensibile la zgomot. Ca rezultat, versiunile de ordin superior ale QAM sunt utilizate numai atunci când există un semnal suficient de mare la zgomot.

Pentru a oferi un exemplu de modul în care funcționează QAM, diagrama constelației de mai jos prezintă valorile asociate cu diferite state pentru un semnal 16QAM. Din aceasta se poate observa că un flux continuu de biți pot fi grupate în patru labe și reprezentat ca o succesiune.

 

Bit de cartografiere secvență de semnal 16QAM

În mod normal, cel mai mic QAM pentru întâlnit-o este 16QAM. Motivul pentru aceasta fiind cea mai mică ordinul întâlnite în mod obișnuit este că 2QAM este aceeași ca manipulare binar defazaj, BPSK, iar 4QAM este aceeași ca manipulare cuadratură defazaj, QPSK.

In plus 8QAM nu este utilizat pe scară largă. Aceasta se datorează faptului că performanța-rată de eroare de 8QAM este aproape la fel ca cea a 16QAM - este doar aproximativ 0.5 dB mai bine, iar debitul este de numai trei sferturi care a 16QAM. Acest lucru rezultă din dreptunghiular, mai degrabă decât forma patrata a constelației.

Avantaje și dezavantaje QAM

Deși QAM pare să crească randamentul transmisiei pentru sisteme de radiocomunicații prin utilizarea atât amplitudinea și faza variații, acesta are un număr de dezavantaje. Primul este faptul că este mult mai sensibile la zgomot, deoarece statele sunt mai aproape împreună, astfel că este nevoie de un nivel mai scăzut de zgomot pentru a trece semnalul la un punct decizie diferită. Receptoare pentru utilizare cu faza sau modulație de frecvență sunt ambele putea folosi limitarea amplificatoare, care sunt capabili de a elimina orice zgomot amplitudine și, prin urmare, îmbunătățirea încrederea zgomot. Aceasta nu este cazul cu QAM.

A doua limitare este de asemenea asociat cu componenta amplitudine a semnalului. Când un semnal de fază sau de frecvență modulată este amplificat într-un emițător radio, nu este necesar de a utiliza amplificatoare liniare, în timp ce atunci când se utilizează QAM care conține o componentă amplitudine, linearitate trebuie menținută. Din păcate, amplificatoare liniare sunt mai puțin eficiente și consumă mai multă putere, iar acest lucru le face mai puțin atractivă pentru aplicații mobile.

QAM vs alte formate de modulație

Deoarece există avantaje și dezavantaje ale utilizării QAM este necesar să se compare QAM cu alte moduri, înainte de a lua o decizie cu privire la modul optim. Unele sisteme de comunicații radio de a schimba în mod dinamic sistemul de modulare în funcție de condițiile și cerințele link - nivelul de semnal, zgomot, rata de date necesare, etc.

Tabelul de mai jos compară diferite forme de modulare:

Rezumatul tipuri de modulare cu capacități de date
Biti de modulare pe simbol Marja de eroare Complexitate
OOK 1 1/2 0.5 Scăzut
BPSK 1 1 1 Mediu
QPSK 2 1 / √2 0.71 Mediu
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 Înalt

64QAM 6 √2 / 14 0.1 Înalt

De obicei se constată că, dacă sunt necesare rate de date mai mari decât cele care pot fi realizate folosind 8-PSK, este mai uzual să utilizeze amplitudine prin cuadratură modulare. Acest lucru se datorează faptului că are o distanță mai mare între punctele adiacente în I - avionul Q și acest lucru îmbunătățește imunitatea de zgomot. Ca rezultat se poate obține aceeași rată de date la un nivel mai scăzut de semnal.

Cu toate acestea, nu mai punctele aceeași amplitudine. Aceasta înseamnă că demodulatorul trebuie să detecteze atât fază și amplitudine. De asemenea, faptul că amplitudinea variază înseamnă că un amplificator liniar si necesar pentru a amplifica semnalul.

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje