Mikä on QAM - kvadratuuriamplitudimodulaatio

Yleiskatsaus, tietoa ja opetusohjelman perusasiat mitä on QAM, kvadratuuriamplitudimodulaation, modulaatiotapa radioyhteyksissä sovelluksiin.

Kvadratuuriamplitudimodulaatio tai QAM on modulaatiotapa jota käytetään laajalti modulointiin datasignaalien kantoaaltoon käytetään radioliikennettä. Se on yleisesti käytetty, koska se tarjoaa etuja muihin tietojen moduloinnin, kuten PSK, vaikka monet muodot Datamodulaation toimivat rinnakkain.

Kvadratuuriamplitudimodulaation, QAM on signaali, jossa kaksi harjoittajat vaihesiirretty 90 astetta moduloidaan ja saatu tuotos koostuu sekä amplitudi- ja vaihevaihtelut. Ottaen huomioon, että sekä amplitudi- ja vaihevaihtelut on läsnä se voi myös pitää seosta amplitudi ja vaihemodulaatiota.

Motivaatio käyttää kvadratuuriamplitudimodulaatio tulee siitä, että suora amplitudimoduloidun signaalin, eli kaksinkertainen sideband jopa tukahdutetaan harjoittaja vie kahdesti kaistanleveys moduloivan signaalin. Tämä on hyvin tuhlaavaa ja käytettävissä olevan taajuusspektrin. QAM palauttaa tasapaino asettamalla kaksi riippumatonta hengen sivukaista vaimennetun kantoaallon signaaleja saman spektrin yhtenä tavallinen kaksinkertainen sideband tukahduttaa kantoaaltosignaalilla.

Analogiset ja digitaaliset QAM

Kvadratuuriamplitudimodulaation, QAM voi esiintyä mitä voidaan kutsua joko analogisen tai digitaalisen muodoissa. Analoginen versiot QAM käytetään tyypillisesti sallia useiden analogisten signaalien määrä kuljettaa yksi liikenteenharjoittaja. Esimerkiksi sitä käytetään PAL ja NTSC tv-järjestelmä, jossa eri kanavien tarjoamia QAM jotta se voi suorittaa osien chroma tai värin tietoja. Radio sovelluksissa järjestelmää kutsutaan C-QUAM käytetään AM stereoradio. Täällä eri kanavien avulla kahta kanavaa tarvitaan stereo pidettäviksi yhden kantajan.

Digitaalisessa muodossa QAM usein nimitystä "kvantisoitujen QAM" ja niitä käytetään yhä enemmän tietoliikenteen usein sisällä radioviestintäjärjestelminä. Radioviestintäjärjestelmien vaihtelevat solujen tekniikkaa, sillä tapauksessa LTE kautta langattomien järjestelmien kuten WiMAX, ja Wi-Fi-802.11 käyttää erilaisia ​​muotoja QAM, ja käyttö QAM vain kasvaa kentässä radioliikennettä.

Digitaalinen / kvantisoidut QAM perusteet

Kvadratuuriamplitudimodulaation, QAM, kun käytetään digitaalista lähetystä radioviestinnästä sovellusten pystyy kuljettamaan suurempia datanopeuksia tavallinen amplitudimoduloitua järjestelmiä ja vaihemoduloituja järjestelmiä. Kuten vaihesiirtoavainnuksella, jne, pisteiden määrä, jolla signaali voi levätä, eli kuinka monta pistettä tähdistö on ilmoitettu modulaatioformaatissa kuvaus, esim 16QAM käyttää 16 kohta tähdistö.

Kun käytät QAM, konstellaatiopisteet tavallisesti järjestetty neliö verkkoon yhtä pysty- ja vaaka välit ja sen seurauksena yleisimpiä muotoja QAM käyttää tähdistö kanssa pisteiden määrä vastaa valta 2 eli 4, 16, 64 . . . .

Käyttämällä korkeamman asteen modulaatio-muodossa, eli enemmän pisteitä konstellaation, on mahdollista lähettää enemmän bittejä per symboli. Kuitenkin kohdat ovat lähempänä toisiaan, ja ne ovat siksi alttiimpia melun ja tietojen virheitä.

Normaalisti QAM tähdistö on neliö ja siksi yleisimpiä muotoja QAM 16QAM, 64QAM ja 256QAM.

Se etu, että siirryttäessä korkeamman asteen muodoissa on, että on olemassa enemmän pisteitä sisällä konstellaation, ja siksi on mahdollista lähettää enemmän bittejä per symboli. Huonona puolena on, että konstellaatiopisteet ovat lähempänä toisiaan, joten linkki on alttiimpi melua. Tämän seurauksena korkeamman asteen versioita QAM käytetään vain silloin, kun on riittävän suuri signaali-kohina-suhde.

Tarjota esimerkki siitä, miten QAM toimii, tähdistö kaavio esitetään liittyvät arvot eri valtiossa 16QAM signaalin. Tästä voidaan nähdä, että jatkuva bittivirta voidaan jakaa nelosta ja edustettuina sekvenssin.

 

Bittisekvenssi kartoitus 16QAM signaalin

Normaalisti alin järjestys QAM kohdannut on 16QAM. Syynä tähän on pienin tilauksen tavallisesti esiintyy että 2QAM on sama kuin binary vaiheittain shift keying, BPSK, ja 4QAM on sama kuin kvadratuurivaihe--eromodulointia, QPSK.

Lisäksi 8QAM ei käytetä laajalti. Tämä johtuu siitä, että virhe-nopeus suorituskyky 8QAM on lähes sama kuin 16QAM - se on vain noin 0.5 dB parempi ja datanopeus on vain kolme neljäsosaa että 16QAM. Tämä johtuu suorakaiteen, pikemminkin kuin neliön muotoinen tähdistö.

QAM edut ja haitat

Vaikka QAM näyttää lisäävän tehokkuutta lähetystä radioviestintäjärjestelmien hyödyntämällä sekä amplitudi ja vaihevaihtelut, se on useita haittoja. Ensimmäinen on se, että se on alttiimpi melua, koska valtiot ovat lähempänä toisiaan niin, että alempi melutaso tarvitaan siirtää signaalin erilaisen päätöksen kohta. Vastaanottimet käytettäväksi vaiheen tai taajuusmodulaatio ovat molemmat voivat käyttää rajoittavia vahvistimet jotka pystyvät poistamaan kaikki amplitudi melua ja siten parantaa melua riippuvuus. Tämä ei päde QAM.

Toinen rajoitus liittyy myös amplitudikomponenttia signaalin. Kun vaiheen tai taajuuden moduloitu signaali vahvistetaan radiolähetin, ei ole tarvetta käyttää lineaarisia vahvistimia, kun taas kun QAM, joka sisältää amplitudikomponentin, lineaarisuus on säilytettävä. Valitettavasti lineaariset vahvistimet ovat tehottomampia ja kuluttaa enemmän virtaa, ja tämä tekee niistä vähemmän houkuttelevia mobiilisovelluksia.

QAM vs muut modulointiformaatteja

Koska on olemassa etuja ja haittoja käyttämällä QAM on tarpeen verrata QAM muihin liikennemuotoihin ennen päätöksentekoa siitä parhaan toimintamuodon. Jotkut radioviestintäjärjestelmien dynaamisesti muuttaa modulaatiomenetelmän riippuu linkin ehdot ja vaatimukset - signaalin taso, melu, datanopeus tarvitaan, jne

Seuraavassa taulukossa vertaillaan erilaisia ​​modulaatio:

Yhteenveto tyyppisiä mukauttamista tietoja kapasiteetit
Modulaatiobittiä per symboli Virhemarginaalin monimutkaisuus
OOK 1 1/2 0.5 Matala
BPSK 1 1 1 Keskitaso
QPSK 2 1 / √2 0.71 Keskitaso
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 Korkea

64QAM 6 √2 / 14 0.1 Korkea

Tyypillisesti se on havaittu, että jos datanopeudet Edellä ne, jotka voidaan saavuttaa käyttämällä 8-PSK: ta tarvitaan, se on tavallista käyttää kvadratuuriamplitudimodulaatio. Tämä johtuu siitä, että sillä on suurempi etäisyys vierekkäisten pisteiden I - Q-tasossa ja tämä parantaa sen kohinaimmuniteetin. Tämän seurauksena se voi saavuttaa sama datanopeus alemmalla signaalin tason.

Kuitenkin kohdat ole enää sama amplitudi. Tämä tarkoittaa sitä, että demodulaattori on havaita sekä vaihe ja amplitudi. Myös se, että amplitudi vaihtelee tarkoittaa sitä, että lineaarinen vahvistin si tarvitaan vahvistaa signaalia.

Jätä viesti 

viestiluettelo