Apakah QAM - Quadrature Pemodulatan Amplitud

Gambaran Keseluruhan, maklumat dan tutorial tentang asas-asas apa yang QAM, Quadrature Pemodulatan Amplitud, satu bentuk modulasi digunakan untuk aplikasi komunikasi radio.

Quadrature Pemodulatan Amplitud atau QAM adalah satu bentuk modulasi yang digunakan secara meluas untuk modulasi isyarat data ke pembawa digunakan untuk komunikasi radio. Ia digunakan secara meluas kerana ia menawarkan kelebihan berbanding lain-lain bentuk modulasi data seperti PSK, walaupun pelbagai bentuk modulasi data beroperasi bersama antara satu sama lain.

Quadrature Pemodulatan Amplitud, QAM adalah isyarat di mana dua syarikat penerbangan beralih fasa oleh 90 darjah adalah termodulat dan output yang dihasilkan terdiri daripada kedua-dua amplitud dan fasa variasi. Memandangkan hakikat bahawa kedua-dua amplitud dan fasa variasi hadir ia juga boleh dianggap sebagai campuran amplitud dan pemodulatan fasa.

Satu motivasi bagi penggunaan kuadratur modulasi amplitud berasal dari fakta bahawa amplitud isyarat termodulat lurus, iaitu dua jalur sisi walaupun dengan pembawa ditindas menduduki dua kali lebar jalur isyarat modulasi. Ini adalah sangat membazir spektrum frekuensi yang ada. QAM mengembalikan keseimbangan dengan meletakkan dua jalur sisi ditindas dua isyarat pembawa bebas dalam spektrum yang sama dengan dua jalur sisi isyarat pembawa supressed biasa.

Analog dan digital QAM

Quadrature modulasi amplitud, QAM mungkin wujud dalam apa yang boleh disebut sama ada analog atau format digital. Versi analog QAM biasanya digunakan untuk membolehkan isyarat analog pelbagai yang akan dijalankan pada pembawa tunggal. Sebagai contoh ia digunakan dalam PAL dan televisyen NTSC sistem, di mana saluran lain yang disediakan oleh QAM membolehkannya menjalankan komponen kroma atau warna maklumat. Dalam aplikasi radio sistem yang dikenali sebagai C-QUAM digunakan untuk radio AM stereo. Di sini, saluran yang berbeza membolehkan kedua-dua saluran diperlukan untuk stereo yang akan dijalankan pada pembawa tunggal.

Format digital QAM sering dirujuk sebagai "Quantised QAM" dan mereka sedang semakin digunakan untuk komunikasi data selalunya dalam sistem komunikasi radio. Sistem komunikasi radio yang terdiri daripada teknologi selular seperti dalam kes LTE melalui sistem tanpa wayar, termasuk WiMAX, dan Wi-Fi 802.11 menggunakan pelbagai bentuk QAM, dan penggunaan QAM hanya akan meningkat dalam bidang komunikasi radio.

Digital / Quantised asas QAM

Quadrature modulasi amplitud, QAM, apabila digunakan untuk penghantaran digital untuk aplikasi komunikasi radio mampu membawa kadar data yang lebih tinggi daripada skim amplitud termodulat biasa dan skim fasa termodulat. Seperti fasa peralihan menaip, dan sebagainya, bilangan mata di mana isyarat boleh berehat, iaitu bilangan mata pada buruj ditunjukkan dalam keterangan format modulasi, contohnya 16QAM menggunakan buruj titik 16.

Apabila menggunakan QAM, mata buruj biasanya disusun dalam grid persegi dengan jarak menegak dan mendatar yang sama dan hasilnya bentuk yang paling biasa QAM menggunakan buruj dengan bilangan mata yang sama dengan surat kuasa 2 iaitu 4, 16, 64 . . . .

Dengan menggunakan format modulasi aras tinggi, iaitu lebih mata pada buruj, ia adalah mungkin untuk menghantar lebih bit per simbol. Walau bagaimanapun mata lebih dekat bersama-sama dan mereka oleh itu lebih mudah terdedah kepada bunyi bising dan data kesilapan.

Biasanya buruj QAM adalah persegi dan dengan itu bentuk yang paling biasa QAM 16QAM, 64QAM dan 256QAM.

Kelebihan berpindah ke format aras tinggi adalah bahawa terdapat lebih banyak mata dalam buruj dan oleh itu ia adalah mungkin untuk menghantar lebih bit per simbol. Kelemahan adalah bahawa mata buruj lebih dekat bersama-sama dan oleh itu pautan adalah lebih mudah terdedah kepada bunyi bising. Hasilnya, versi aras tinggi QAM hanya digunakan apabila terdapat isyarat yang cukup tinggi kepada nisbah bunyi.

Untuk memberikan satu contoh bagaimana QAM beroperasi, gambar rajah buruj bawah menunjukkan nilai-nilai yang berkaitan dengan negeri-negeri yang berlainan bagi isyarat 16QAM. Dari ini, ia boleh dilihat bahawa aliran bit berterusan boleh dikumpulkan ke dalam merangkak dan diwakili sebagai urutan.

 

Bit pemetaan urutan untuk isyarat 16QAM

Biasanya perintah QAM terendah dihadapi adalah 16QAM. Sebab untuk ini menjadi usaha yang paling biasa dihadapi adalah bahawa 2QAM adalah sama seperti binari anjakan fasa menaip, BPSK, dan 4QAM adalah sama seperti kuadratur anjakan fasa menaip, QPSK.

Selain itu 8QAM tidak digunakan secara meluas. Ini kerana prestasi Kadar kesilapan 8QAM adalah hampir sama dengan 16QAM - ia adalah hanya kira-kira 0.5 dB lebih baik dan kadar data adalah hanya tiga suku bahawa 16QAM. Ini timbul daripada segi empat tepat, dan bukannya bentuk persegi buruj.

Kebaikan dan keburukan QAM

Walaupun QAM nampaknya meningkatkan kecekapan penghantaran untuk sistem komunikasi radio dengan menggunakan kedua-dua amplitud dan fasa perubahan, ia mempunyai beberapa kelemahan. Yang pertama adalah bahawa ia adalah lebih mudah terdedah kepada bunyi bising kerana negeri-negeri lebih dekat bersama-sama supaya tahap yang lebih rendah bunyi yang diperlukan untuk bergerak isyarat untuk titik keputusan yang berbeza. Penerima untuk digunakan dengan fasa atau modulasi frekuensi kedua-duanya boleh menggunakan mengehadkan penguat yang mampu mengeluarkan apa-apa bunyi amplitud dan dengan itu meningkatkan pergantungan bunyi. Ini bukan kes dengan QAM.

Had kedua juga dikaitkan dengan komponen amplitud isyarat. Apabila isyarat fasa atau frekuensi termodulat dikuatkan dalam sebuah pemancar radio, tidak ada keperluan untuk menggunakan penguat linear, sedangkan apabila menggunakan QAM yang mengandungi komponen amplitud, kelinearan mesti dikekalkan. Malangnya penguat linear kurang cekap dan menggunakan lebih banyak kuasa, dan ini menjadikan mereka kurang menarik bagi aplikasi mudah alih.

QAM vs format modulasi lain

Kerana ada kebaikan dan keburukan menggunakan QAM ia adalah perlu untuk membandingkan QAM dengan cara lain sebelum membuat keputusan tentang mod yang optimum. Sesetengah sistem komunikasi radio dinamik menukar skim modulasi bergantung kepada syarat-syarat link dan keperluan - tahap isyarat, bunyi, kadar data yang diperlukan, dan lain-lain

Jadual berikut membandingkan pelbagai bentuk modulasi:

Ringkasan jenis modulasi dengan kapasiti data
Modulasi Bit setiap simbol Kerumitan margin ralat
OOK 1 1/2 0.5 Rendah
BPSK 1 1 1 Sederhana
QPSK 2 1 / √2 0.71 Sederhana
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 Tinggi

64QAM 6 √2 / 14 0.1 Tinggi

Biasanya didapati bahawa jika kadar data di atas orang-orang yang boleh dicapai dengan menggunakan 8-PSK dikehendaki, ia adalah lebih biasa untuk menggunakan kuadratur modulasi amplitud. Ini adalah kerana ia mempunyai jarak yang lebih besar antara titik bersebelahan dalam I - pesawat Q dan ini meningkatkan imuniti bunyi bising. Oleh itu ia boleh mencapai kadar data yang sama pada peringkat isyarat yang lebih rendah.

Walau bagaimanapun, mata tidak lagi amplitud yang sama. Ini bermakna penyahmodulat perlu mengesan kedua-dua fasa dan amplitud. Juga hakikat bahawa amplitud berbeza bermakna penguat si linear diperlukan untuk menguatkan isyarat.

Tinggalkan pesanan 

Senarai mesej