Kvadraturamplitudmodulering kan användas med en mängd olika format: 8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, men det finns prestationsskillnader och avvägningar

QAM, kvadraturamplitudmodulering ger några betydande fördelar för dataöverföring. När 16QAM-övergångar till 64QAM, 64QAM till 256 QAM och så vidare kan högre datahastigheter uppnås, men till bekostnad av bullermarginalen.

Många dataöverföringssystem migrerar mellan de olika beställningarna av QAM, 16QAM, 32QAM, etc. beroende på länkvillkoren. Om det finns en god marginal kan högre order av QAM användas för att få en snabbare datahastighet, men om länken försämras används lägre beställningar för att bevara brusmarginalen och säkerställa att en låg bitfelfrekvens bevaras.

När QAM-ordningen ökar minskar avståndet mellan de olika punkterna på konstellationsdiagrammet och det finns en större möjlighet att införa datafel. För att kunna använda QAM-format med hög ordning måste länken ha ett mycket bra Eb / Nej annars kommer datafel att finnas när Eb / Nej försämras, då måste andra effektnivån höjas eller QAM-ordningen minskas om bitfelet kursen ska bevaras.

Följaktligen finns det en balans mellan datahastigheten och QAM-moduleringsordning, effekt och den acceptabla bitfelfrekvensen. Även om ytterligare felkorrigering kan införas för att mildra eventuella försämringar i länkkvaliteten, kommer detta också att minska dataproduktionen.

Bitsekvens kartläggning för en 16QAM signal

QAM-format och applikationer

QAM är i många radiokommunikation och data leveranstillämpningar. Men vissa specifika varianter av QAM används i vissa specifika applikationer och standarder.

Det finns en balans mellan dataöverföring och signal / brusförhållande som krävs. När QAM-signalens ordning ökas, dvs framsteg från 16QAM till 64QAM, etc. ökar den genomströmning som kan uppnås under ideala förhållanden. Nackdelen är dock att en bättre signal / brusförhållande krävs för att uppnå detta.

För vissa system är ordningen för moduleringsformatet fast, men i andra där det finns en tvåvägslänk är det möjligt att anpassa ordningen på moduleringen för att få den bästa genomströmningen för de givna länkvillkoren. Nivån för felkorrigering som används ändras också. På detta sätt, genom att ändra moduleringsordning och felkorrigering, kan datahastigheten optimeras samtidigt som den erforderliga felhastigheten bibehålls.

För exempelvis inhemska sändningsapplikationer används 64 QAM och 256 QAM ofta i digital kabel-tv och kabelmodemapplikationer. Ordningen för QAM-modulering måste ställas in vid sändaren, eftersom överföringen bara är ett sätt, och utöver detta finns det tusentals mottagare, vilket gör det omöjligt att ha en dynamiskt anpassningsform av modulering.

I Storbritannien används 16 QAM och 64 QAM för närvarande för digital mark-tv med hjälp av DVB - Digital Video Broadcasting. I USA är 64 QAM och 256 QAM de obligatoriska moduleringsscheman för digital kabel som standardiserats av SCTE i standard ANSI / SCTE 07 2000.

För de många formerna av trådlös och cellulär teknik är det möjligt att dynamiskt förändra ordningen för QAM-modulering och felkorrigering enligt länkförhållandena mellan de två ändarna.

I takt med att datahastigheterna har stigit och kraven på spektrumeffektivitet har ökat, har också komplexiteten i länkanpassningstekniken ökat. Datakanaler transporteras på den cellulära radiosignalen för att möjliggöra snabb anpassning av länken för att möta den rådande länkkvaliteten och säkerställa optimal dataflöde, balansera sändareffekt, QAM-ordning och korrigering av framåtfel, etc.

Konstellation diagrammen för QAM
Konstellations Diagrammen visar de olika lägen för staterna inom olika former av QAM, kvadraturamplitudmodulering. Som ordningen på modulerings ökar, så ökar antalet punkter på QAM-konstellationen diagrammet.

Diagrammen nedan visar konstellationsdiagram för en mängd olika format av modulation:

16QAM-konstellation

32QAM-konstellation

64QAM-konstellation

Det framgår av dessa få QAM-konstellationsdiagram att när moduleringsordningen ökar, så minskar avståndet mellan punkterna på konstellationen. Följaktligen kan små mängder buller orsaka större problem.

När ljudnivån ökar på grund av låga signalstyrkor, så ökar området som täcks av en punkt på konstellationen. Om den blir för stor, kan mottagaren inte bestämma vilken position på konstellationen den sända signalen var tänkt att vara, och detta resulterar i fel.

Det har också visat sig att ju högre grad av modulering för QAM-signalen är, desto större är mängden amplitudvariation på den överförda signalen. För sändare RF-förstärkare för allt från Wi-Fi till cellulär och mer, betyder det att linjära förstärkare krävs. Eftersom linjära förstärkare är mindre effektiva än de som kan köras i mättnad, betyder det att tekniker som Doherty-förstärkare och kuvertspårning kan behövas.

När amplitudvariationen ökar, sjunker även effektiviteten. Detta är mycket viktigt för batterieffektivitet för mobil utrustning och baseffekteffektivitet.

QAM bitar per symbol
Fördelen med att använda QAM är att det är en högre ordning form av modulering och som ett resultat är det i stånd att bära fler informationsbitar per symbol. Genom att välja en högre ordningens format för QAM, kan ökas datahastigheten för en länk.

I tabellen nedan ges en sammanfattning av bithastigheter på olika former av QAM och PSK.

Bitmappning för en 16QAM-signal

QAM FORMAT & BIT-PRISER JÄMFÖRELSE

MODULATION BITS PER SYMBOL SYMBOLRÄTT

* BPSK 1 1 x bithastighet

* QPSK 2 1/2 bithastighet

* 8PSK 3 1/3 bithastighet

* 16QAM 4 1/4 bithastighet

* 32QAM 5 1/5 bithastighet

* 64QAM 6 1/6 bithastighet

Kraftspektrum och bandbreddeffektivitet för QAM-modulering är identisk med M-ary PSK-modulering, med andra ord för samma ordningsfasskiftning, kraftspektrum och bandbreddeffektivitetsnivåer är exakt desamma oavsett om kvadraturamplitudmodulering eller fasskiftnyckling används .

QAM-brusmarginal
Medan högre ordningens modulering kan erbjuda mycket snabbare datahastigheter och högre nivåer av spektrumeffektivitet för radiokommunikation systemet, kommer detta till ett pris. De moduleringsscheman av högre ordning är betydligt mindre motståndskraftiga mot brus och interferens.

Som ett resultat av detta har många radiokommunikationssystem använder nu dynamiska adaptiva moduleringstekniker. De känner kanalförhållandena och anpassa moduleringsschemat för att få den högsta datahastigheten för de givna villkoren. Som signal till brusförhållanden minskar fel kommer att öka tillsammans med re-sänder av uppgifterna, vilket saktar genomströmning. Genom att återgå till en lägre ordningens moduleringsschema länken kan göras mer tillförlitlig med färre datafel och åter sänder.

QAM-FORMAT OCH LJUDPRESTANDA
MODULATION ηB EB / NEJ FÖR BER = 1 IN 106
16QAM 2 10.5
64QAM 3 18.5
256QAM 4 24
1024QAM 5 28

Att välja rätt ordning av QAM-modulering för varje given situation och att ha en förmåga att dynamiskt anpassa den kan göra det möjligt att erhålla optimal genomströmning för länkvillkoren för det ögonblicket. Att minska ordningen för QAM-modulering möjliggör lägre bitfelfrekvenser och detta reducerar mängden felkorrigering som krävs. På detta sätt kan genomströmningen maximeras för den rådande länkkvaliteten.

Föregående:RDS Technology & Operation i detaljer

Nästa:Inlämning av kyrkans predikan planeras för 17 maj

Lämna ett meddelande

meddelande~~POS=TRUNC

Kommentarer Loading ...