Wat is QAM - Kwadratuur amplitude-modulasie

Oorsig, inligting en handleiding oor die basiese beginsels van wat QAM, Kwadratuur amplitude-modulasie, 'n vorm van modulasie wat gebruik word vir radiokommunikasie programme.

Kwadratuur amplitude-modulasie of QAM is 'n vorm van modulasie wat algemeen gebruik word vir die modulering data seine op 'n draer gebruik word vir radio kommunikasie. Dit word wyd gebruik, want dit bied voordele bo ander vorme van data modulasie soos PSK, hoewel baie vorme van data modulasie bedryf langs mekaar.

Kwadratuur amplitude-modulasie, QAM is 'n sein waarin twee draers verskuif in fase deur 90 grade word gemoduleerde en die gevolglike uitset bestaan ​​uit beide amplitude en fase variasies. In die lig van die feit dat beide amplitude en fase variasies teenwoordig is kan dit ook beskou as 'n mengsel van amplitude en fase modulasie.

'N Motivering vir die gebruik van kwadratuur amplitude-modulasie kom van die feit dat 'n reguit amplitude gemoduleerde sein, dws dubbel syband selfs met 'n onderdrukte draer beslaan twee keer die bandwydte van die modulasiesein. Dit is baie verkwistende van die beskikbare frekwensie spektrum. QAM herstel die balans deur die plasing van twee onafhanklike dubbele onderdrukte draer seine in dieselfde spektrum as een gewone dubbel syband onderdruk draer sein.

Analoog en digitale QAM

Kwadratuur amplitude-modulasie, kan QAM bestaan ​​in wat kan óf analoog of digitale formaat genoem. Die analoog weergawes van QAM is tipies gebruik word om voorsiening te maak verskeie analoogseine te voer op 'n enkele diensverskaffer. Byvoorbeeld dit gebruik word in PAL en NTSC TV-stelsels, waar die verskillende kanale wat deur QAM in staat stel om die komponente van chroma of kleur inligting dra. In radio programme van 'n stelsel bekend as C-quam word gebruik vir AM stereo radio. Hier is die verskillende kanale staat stel om die twee kanale wat nodig is vir stereo te voer op die enkele draer.

Digitale formate van QAM word dikwels na verwys as "gekwantiseer QAM" en hulle word toenemend gebruik vir data kommunikasie dikwels binne radio kommunikasie stelsels. Radio kommunikasie stelsels wat wissel van sellulêre tegnologie as in die geval van LTE deur draadlose stelsels insluitend WiMAX en Wi-Fi 802.11 gebruik 'n verskeidenheid van vorms van QAM, en die gebruik van QAM sal net verhoog binne die veld van radio kommunikasie.

Digitale / gekwantiseer QAM basiese

Kwadratuur amplitude modulasie, QAM, wanneer dit gebruik word vir digitale transmissie vir radiokommunikasie aansoeke is in staat om hoër data tariewe as gewone amplitude gemoduleerde skemas en skemas fase gemoduleerde dra. Soos met Faseskuifsleuteling, ens, is die aantal punte waar die sein kan rus, dit wil sê die aantal punte op die konstellasie aangedui in die modulasie formaat beskrywing, bv 16QAM gebruik 'n 16 punt konstellasie.

Wanneer die gebruik van QAM, is die konstellasie punte gewoonlik gereël in 'n vierkantige rooster met gelyke vertikale en horisontale spasiëring en as 'n gevolg van die mees algemene vorme van QAM gebruik 'n konstellasie met die aantal punte gelykstaande aan 'n krag van 2 dws 4, 16, 64 . . . .

Deur die gebruik van 'n hoër orde modulasie formaat, dws meer punte op die konstellasie, is dit moontlik om meer bisse per simbool oordra. Maar die punte is nader aan mekaar en daarom is hulle meer vatbaar vir geraas en data foute.

Gewoonlik 'n QAM konstellasie is vierkante en daarom is die mees algemene vorme van QAM 16QAM, 64QAM en 256QAM.

Die voordeel van die beweging van die hoër orde formate is dat daar meer punte binne die konstellasie en daarom is dit moontlik om meer bisse per simbool oordra. Die nadeel is dat die konstellasie punte is nader aan mekaar en daarom is die skakel is meer vatbaar vir geraas. As gevolg hiervan, is hoër orde weergawes van QAM slegs gebruik wanneer daar 'n voldoende hoë sein tot ruis verhouding.

Om 'n voorbeeld van hoe QAM bedryf verskaf, die konstellasie diagram hieronder toon die waardes wat verband hou met die verskillende state vir 'n 16QAM sein. Hieruit kan gesien word dat 'n deurlopende stroom bietjie kan gegroepeer word in viere en voorgestel as 'n ry.

 

Bietjie volgorde kartering vir 'n sein 16QAM

Gewoonlik die laagste orde QAM teëgekom is 16QAM. Die rede hiervoor is die laagste orde normaalweg ondervind is dat 2QAM is dieselfde as binêre fase-verskuiwing insleutel, BPSK en 4QAM is dieselfde as kwadratuur fase-verskuiwing insleutel, QPSK.

Daarbenewens 8QAM is nie wyd gebruik word. Dit is omdat die fout-koers prestasie van 8QAM is byna dieselfde as dié van 16QAM - dit is slegs sowat 0.5 dB beter en die data koers is slegs driekwart dié van 16QAM. Dit spruit uit die vierkantige, eerder as vierkantige vorm van die konstellasie.

QAM voordele en nadele

Hoewel QAM verskyn om die doeltreffendheid van die oordrag vir radio kommunikasie stelsels verhoog deur die gebruik van beide amplitude en fase variasies, dit het 'n aantal nadele. Die eerste is dat dit meer vatbaar vir geraas omdat die state is nader aan mekaar sodat 'n laer vlak van geraas is nodig om die sein te skuif na 'n ander besluit punt. Ontvangers vir gebruik met fase of frekwensie modulasie is albei kan gebruik beperk versterkers wat in staat is om enige amplitude geraas die geraas afhanklikheid te verwyder en sodoende verbeter is. Dit is nie die geval met QAM.

Die tweede beperking word ook geassosieer met die amplitude komponent van die sein. Wanneer 'n fase of frekwensie gemoduleerde sein versterk in 'n radiosender, daar is geen behoefte om lineêre versterkers gebruik, terwyl by die gebruik van QAM dat 'n amplitude komponent bevat, moet lineariteit gehandhaaf word. Ongelukkig lineêre versterkers is minder doeltreffend en verbruik meer krag, en dit maak hulle minder aantreklik vir mobiele toepassings.

QAM vs ander modulasie formaat

As daar is voordele en nadele van die gebruik van QAM is dit nodig om QAM met ander modes vergelyk voordat 'n besluit oor die optimum af. Sommige radio kommunikasie stelsels dinamiese verander die modulasie skema afhanklik van die skakel voorwaardes en vereistes - sein vlak, geraas, data koers vereis, ens

Die tabel hieronder vergelyk die verskillende vorme van modulasie:

Opsomming van tipes modulasie met data hoedanighede
Modulasie Bits per simbool Foutmarge Kompleksiteit
OOK 1 1/2 0.5 Laag
BPSK 1 1 1 Medium
QPSK 2 1 / √2 0.71 Medium
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 Hoog

64QAM 6 √2 / 14 0.1 Hoog

Tipies is dit bevind dat indien data tariewe bo dié wat bereik kan word met behulp van 8-PSK vereis word, is dit meer gewoonlik om kwadratuur amplitude-modulasie te gebruik. Dit is omdat dit 'n groter afstand tussen aangrensende punte in die I - Q vliegtuig en dit verbeter die geraas immuniteit. As gevolg hiervan dieselfde data koers op 'n laer vlak sein kan bereik.

Maar die punte nie meer dieselfde amplitude. Dit beteken dat die demodulator beide fase en amplitude moet opspoor. Ook die feit dat die amplitude wissel beteken dat 'n lineêre versterker si nodig is om die sein te versterk.

Los 'n boodskap 

boodskap Lys