До чого відноситься квадратурна амплітудна модуляція (QAM)?

Квадратурна амплітудна модуляція (QAM) - це назва серії методів цифрової модуляції та пов'язаних з ними методів аналогової модуляції, які широко використовуються для передачі інформації в сучасних телекомунікаціях. Він використовує схему цифрової модуляції зміщення амплітуди (ASK) або схему аналогової модуляції амплітудної модуляції (AM) для передачі двох сигналів аналогового повідомлення або двох цифрових бітових потоків шляхом зміни (модуляції) амплітуди двох несучих. Два носії однієї частоти перебувають на 90 ° поза фазою один з одним. Цей стан називається квадратурним. Переданий сигнал формується шляхом додавання двох несучих хвиль, має певну амплітуду в результаті суми обох сигналів і фази, яка знову залежить від суми сигналів. Цей метод допомагає подвоїти його ефективну пропускну здатність. QAM також використовується з імпульсним AM (PAM) у цифрових системах, таких як бездротові програми.

Якщо амплітуду одного з сигналів відрегулювати, це впливає як на фазу, так і на амплітуду загального сигналу, фаза, що прагне до амплітуди сигналу з більшим вмістом амплітуди. У приймачі через їх ортогональності дві хвилі можна когерентно розділити (демодулювати). Ще однією ключовою особливістю є те, що модуляція є низькочастотною/низькосмуговою формою хвилі порівняно з несучою частотою. Це називається вузькосмуговим припущенням.Фазову модуляцію (аналоговий PM) та фазовий зсув (цифровий PSK) можна розглядати як окремий випадок QAM, де амплітуда переданого сигналу є постійною, але його фаза змінюється. Це також можна поширити на частотну модуляцію (FM) та зміну частоти (FSK), оскільки їх можна розглядати як особливі випадки фазової модуляції.

Тепер, коли ми знаємо, що цифровий месенджер можна модулювати до радіочастотної носії за допомогою QPSK та BPSKЧому ми не могли б тоді об'єднати, щоб отримати більше цифрової інформації в синусоїді? Це приходить QAM, що є скороченням від QPSK & AM. Теоретично QAM можна модулювати з меншим фазовим зсувом. Існує більше двох можливих амплітуд для заповнення кожної синусоїди більшою інформацією. Зазвичай застосування обмежується кабелем, оскільки шум там був значно послаблений. По суті, QAM дозволяє аналоговим сигналам ефективно передавати цифрову інформацію. Він також надає операторам можливість передавати більше бітів за один і той же період часу, ефективно збільшуючи пропускну здатність.

Які переваги та недоліки використання QAM?

Ефективне використання пропускної здатності є основною перевагою відхилень модуляції QAM. Це пов'язано з тим, що QAM символізує більшу кількість бітів на несучу. Наприклад, карти 256-QAM відображають 8 біт на несучу, а 16-QAM-4 біти на несучу. Недоліки полягають у тому, що процес модуляції QAM більш сприйнятливий до шуму. Це відбувається тому, що стани передачі дуже близькі, що вимагає більш низького рівня шуму для переміщення сигналу з однієї точки в іншу.

Квадратурну амплітудну модуляцію можна використовувати з різними форматами:

8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM

Базові знання модулятора QAM

Модулятор QAM по суті слідує ідеї, яку можна побачити з основної теорії QAM, де є два несучих сигналу і фазовий зсув між ними становить 90 °. Потім вони амплітудно модулюються двома потоками даних, які називаються I або фазовими та Q або квадратурними потоками даних. Вони генеруються в зоні обробки основного діапазону. Модулятор QAM працює як перекладач, допомагаючи перетворювати цифрові пакети в аналоговий сигнал для безперебійної передачі даних.

Два синтезовані сигнали додаються разом, а потім обробляються за потребою в ланцюзі сигналів ВЧ. Зазвичай вони перетворюються за частотою на бажану кінцеву частоту і при необхідності підсилюються.

Варто відзначити, що зі зміною амплітуди сигналу будь -який радіочастотний підсилювач повинен бути лінійним для підтримки цілісності сигналу. Будь-яка нелінійність змінює відносний рівень сигналу та змінює різницю фаз, тим самим спотворюючи сигнал і створюючи можливість помилок даних.

Основи демодулятора QAM

Демодулятор QAM дуже зворотний з модулятором QAM. Сигнали надходять у систему, вони розщеплюються, і кожна сторона подається до змішувача. В одній половині застосовується фазовий локальний генератор, а в другій половині-сигнал квадратурного осцилятора.

Основний модулятор передбачає, що два квадратурні сигнали залишаються точно в квадратурі.Подальшою вимогою є отримання сигналу локального осцилятора для демодуляції, який точно знаходиться на необхідній частоті для сигналу. Будь -яке зміщення частоти буде зміною фази сигналу локального генератора щодо двох складових несучої подвійної бічної смуги загального сигналу.

Система включає в себе схеми відновлення несучих, зазвичай це фазові петлі-деякі навіть мають внутрішні та зовнішні петлі. Важливо відновити фазу несучої, інакше це вплине на швидкість побійної помилки даних.

Наведена вище схема показує загальні схеми модулятора і демодулятора IQ QAM, що використовуються у великій кількості різних областей. Ці схеми не тільки виготовлені з дискретних компонентів, але й частіше використовуються в інтегральних схемах, які можуть виконувати велику кількість функцій.

Залишити повідомлення 

список повідомлень