Vad är QAM: kvadraturamplitudmodulering

"QAM: Quadrature Amplitude Modulation kombinerar amplitud- och fasändringar för att ge ytterligare kapacitet och används ofta för datakommunikation. Quadrature Amplitude Modulation, QAM använder både amplitud- och faskomponenter för att tillhandahålla en form av modulering som kan ge höga nivåer av spektrumanvändningseffektivitet. ----- FMUSER"

Den kan tillhandahålla en mycket effektiv form av modulering för data och används som sådan i allt från mobiltelefoner till Wi-Fi och nästan alla andra former av datakommunikationssystem med hög hastighet.

#Vad är QAM, kvadraturamplitudmodulering
Quadrature Amplitude Modulation, QAM är en signal där två bärare förskjutits i fas med 90 grader (dvs. sinus och kosinus) moduleras och kombineras. Som ett resultat av deras 90 ° fasskillnad befinner de sig i kvadratur och detta ger upphov till namnet. Ofta kallas en signal In-fas- eller “I” -signalen, och den andra är kvadratur- eller “Q” -signalen.

Den resulterande totala signalen bestående av kombinationen av både I- och Q-bärare innehåller både amplitud- och fasvariationer. Med tanke på det faktum att både amplitud- och fasvariationer är närvarande kan det också betraktas som en blandning av amplitud- och fasmodulering.

En motivation för användning av kvadraturamplitudmodulering kommer från det faktum att en rak amplitudmodulerad signal, dvs dubbel sidoband även med en undertryckt bärare upptar två gånger bandbredden för moduleringssignalen. Detta är mycket slöseri med det tillgängliga frekvensspektrum. QAM återställer balansen genom att placera två oberoende dubbel sidoband undertryckta bärarsignaler i samma spektrum som en vanlig dubbel sidoband undertryckt bärarsignal.

Se även: >>Jämförelse av 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

#Analogue och digital QAM
Kvadraturamplitudmodulering, QAM kan existera i vad som kan kallas antingen analoga eller digitala format. De analog versioner av QAM används vanligtvis för att tillåta flera analoga signaler att transporteras på en enda bärare. 

Till exempel används det i PAL- och NTSC-tv-system, där de olika kanalerna som tillhandahålls av QAM gör det möjligt att bära komponenterna i kroma eller färginformation. I radioapplikationer används ett system som kallas C-QUAM för AM-stereoradio. Här möjliggör de olika kanalerna de två kanalerna som krävs för att stereo ska kunna transporteras på den enda bäraren.

# Digital till analog konverteringsteknik

Digitala format av QAM ofta kallad "kvantiserad QAM" och de blir allt vanligare för datakommunikation ofta inom radiokommunikationssystem. Radiokommunikationssystem som sträcker sig från mobilteknik som i fallet med LTE genom trådlösa system inklusive WiMAX och Wi-Fi 802.11 använder en rad olika former av QAM, och användningen av QAM kommer bara att öka inom området radiokommunikation.

Se även: >> Sex QAM-format som du bör känna till 

Digital / kvantiserad QAM basics
Kvadraturamplitudmodulering, QAM, när den används för digital överföring för radio kommunikationsapplikationer kan ha högre datahastigheter än vanliga amplitudmodulerade scheman och fasmodulerade scheman.

Bassignaler uppvisar endast två positioner som möjliggör överföring av antingen en 0 eller 1. Med QAM finns det många olika punkter som kan användas, var och en har definierade värden på fas och amplitud. Detta är känt som ett konstellationsdiagram. De olika positionerna tilldelas olika värden, och på detta sätt kan en enda signal överföra data med mycket högre hastighet.

#Konstellationsdiagram för en 16QAM-signal som visar platsen för de olika punkterna

Som visas ovan är konstellationspunkterna vanligtvis anordnade i ett kvadratiskt rutnät med lika horisontellt och vertikalt avstånd. Även om data är binära är de vanligaste formerna av QAM, även om inte alla, där konstellationen kan bilda en kvadrat med antalet poäng lika med en effekt på 2 dvs. 4, 16, 64. . . . dvs 16QAM, 64QAM, etc.

Genom att använda moduleringsformat med högre ordning, dvs. fler punkter på konstellationen, är det möjligt att överföra fler bitar per symbol. Men punkterna är närmare varandra och de är därför mer mottagliga för brus och datafel.

Fördelen med att flytta till format med högre ordning är att det finns fler punkter i konstellationen och därför är det möjligt att överföra fler bitar per symbol. Nackdelen är att konstellationspunkterna är närmare varandra och därför är länken känsligare för brus. Som ett resultat används versioner av högre ordning av QAM endast när det finns ett tillräckligt högt signal / brusförhållande.

För att ge ett exempel på hur QAM fungerar, konstellationen diagrammet nedan visar de värden som är förknippade med de olika stater för en 16QAM signal. Av detta kan man se att en kontinuerlig bitström kan grupperas i fyra och representeras som en sekvens.

Se även: >> QAM Modulator & Demodulator  

# Bit-sekvensmappning för en 16QAM-signal 
Bitsekvens kartläggning för en 16QAM signal
Normalt är QAM med lägsta ordning 16QAM. Anledningen till att detta är den lägsta ordning som normalt uppstår är att 2QAM är samma som binär fasskiftnyckling, BPSKoch 4QAM är samma som kvadraturfasskiftnyckling, QPSK.

Dessutom 8QAM inte används i stor utsträckning. Detta beror på att fel-hastighet prestanda 8QAM är nästan densamma som den för 16QAM - det handlar bara om 0.5 dB bättre och datahastigheten är endast tre fjärde den hos 16QAM. Detta beror på den rektangulära, i stället för fyrkantig form av konstellationen.

#QAM fördelar och nackdelar

Även om QAM verkar öka effektiviteten i överföring för radiokommunikationssystem genom att använda både amplitud- och fasvariationer har det ett antal nackdelar. 

● Den första är att den är mer mottaglig för brus eftersom staterna är närmare varandra så att en lägre ljudnivå behövs för att flytta signalen till en annan beslutspunkt. Mottagare för användning med fas- eller frekvensmodulering kan båda använda begränsande förstärkare som kan avlägsna eventuellt amplitudbrus och därigenom förbättra bullerberoende. Detta är inte fallet med QAM.

● Den andra begränsningen är också förknippat med amplituden komponenten i signalen. När en fas eller frekvensmodulerade signalen förstärks i en radiosändare, finns det inget behov att använda linjära förstärkare, medan vid användning av QAM som innehåller en amplitud-komponent måste lineariteten bibehållas. Tyvärr linjära förstärkare är mindre effektiva och drar mer ström, vilket gör dem mindre attraktiva för mobila applikationer.

Se även: >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM moduleringstyper

#QAM vs PSK och andra lägen
När man beslutar om en form av modulering är det värt att jämföra AM vs PSK och andra lägen för att titta på vad de var och en har att erbjuda.

Eftersom det finns fördelar och nackdelar med att använda QAM är det nödvändigt att jämföra QAM med andra transportsätt innan beslut fattas om optimalt läge. Vissa radiokommunikationssystem ändras dynamiskt moduleringsschemat beroende av länk villkor och krav - signalnivå, buller, datahastighet som krävs, etc.

I tabellen nedan jämförs olika former av modulering:

MODULATION	BITS PER SYMBOL	- ERROR MARGIN -	KOMPLEXITET
OOK	1	1/2	0.5	Låg
BPSK	1	1	1	Medium
QPSK	2	1 / √2	0.71	Medium
16 QAM	4	√2/6	0.23	Hög
64QAM	6	√2/14	0.1	Hög

Typiskt har man funnit att om datahastigheter utöver dem som kan uppnås med användning 8-PSK krävs, är det mer vanligt att använda kvadraturamplitudmodulering. Detta beror på att den har ett större avstånd mellan närliggande punkter i I - Q-planet och detta förbättrar dess brusimmunitet. Som ett resultat kan den uppnå samma datahastighet vid en lägre signalnivå.

Men poängen inte längre samma amplitud. Detta innebär att demodulatorn måste detektera både fas och amplitud. Även det faktum att amplituden varierar innebär att en linjär förstärkare si erfordras för att förstärka signalen.

Du kanske också gillar: >> Vad är skillnaden mellan AM och FM? 
                                >>Vad är skillnaden mellan "dB", "dBm" och "dBi"? 
                                >>Hur man laddar / lägger till M3U / M3U8 IPTV-spellistor manuellt på enheter som stöds
                                >>Vad är VSWR: Voltage Standing Wave Ratio

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC