QAM-modulation transmitterer to analoge meddelelsessignaler eller to digitale bitstrømme ved at variere (modulere) amplituderne af to bærebølger ved hjælp af en ASK eller analog AM digital moduleringsskema.
Arbejdsprincip
To bærebølger af samme frekvens, norm alt sinusformede, er ude af fase med hinanden med 90° og kaldes således kvadraturbærere eller kvadraturkomponenter - deraf kredsløbets navn. De modulerede bølger summeres, og den endelige bølgeform er en kombination af både phase shift keying (PSK) og amplitude shift keying (ASK), eller i det analoge tilfælde fasemodulation (PM) og amplitudemodulation.
Som alle modulationsskemaer transmitterer QAM data ved at ændre et eller andet aspekt af bærebølgesignalet (norm alt en sinusbølge) som svar på datasignalet. I tilfælde af digital QAM anvendes multiple fase og multiple amplitude samples. Phase shift keying (PSK) er en enklere form for QAM, hvor bærebølgeamplituden er konstant og kun faseforskydningen.
I tilfælde af skævhedQAM-transmission, en bærebølge er en samling af to sinusbølger af samme frekvens, 90° i fase fra hinanden (i kvadratur). Disse omtales ofte som "I" eller i-fase komponenten, såvel som "Q" eller kvadratur komponenten. Hver komponentbølge er amplitudemoduleret, hvilket betyder, at dens amplitude ændres til at repræsentere de data, der skal overføres, før de kan kombineres.
Application
Inskriptionsbeslutningsgrænserne på billedet ovenfor angiver grænsen for overfladen (eller "beslutningsgrænse", bogstaveligt t alt).
QAM (kvadraturamplitudemodulation) er meget brugt som et modulationsskema for digitale telekommunikationssystemer såsom 802.11 Wi-Fi-standarder. Vilkårlig høj spektral effektivitet kan opnås med QAM ved at indstille en passende konstellationsstørrelse, kun begrænset af støjniveau og linklinearitet.
QAM-modulation bruges i optiske fibersystemer, efterhånden som bithastigheden stiger. QAM16 og QAM64 kan emuleres optisk med et 3-kanals interferometer.
Digital teknologi
I digital QAM består hver komponentbølge af konstant amplitude samples, som hver optager et enkelt tidsinterval, og amplituden er kvantiseret, begrænset til et af et endeligt antal niveauer, der repræsenterer et eller flere binære cifre (bits) af en digital bit. I analog QAM ændres amplituden af hver komponent af en sinusbølge kontinuerligti takt med et analogt signal.
Fasemodulation (analog PM) og indtastning (digital PSK) kan betragtes som et speci altilfælde af QAM, hvor størrelsen af det modulerende signal er konstant, hvor kun fasen ændres. Kvadraturmodulation kan også udvides til frekvensmodulation (FM) og keying (FSK), da de kan betragtes som dens underarter.
Som med mange digitale moduleringsskemaer er konstellationsdiagrammet nyttigt til QAM. I QAM er konstellationspunkter norm alt arrangeret i et kvadratisk gitter med lige lodret og vandret afstand, selvom andre konfigurationer (f.eks. Cross-QAM) er mulige. Da data norm alt er binære i digital telekommunikation, er antallet af punkter i et gitter norm alt 2 (2, 4, 8, …).
Fordi QAM norm alt er firkantet, er nogle sjældne - de mest almindelige former er 16-QAM, 64-QAM og 256-QAM. Ved at flytte til en højere ordens konstellation kan flere bits pr. symbol transmitteres. Men hvis den gennemsnitlige energi i konstellationen forbliver den samme (ved at lave en rimelig sammenligning), bør punkterne være tættere på hinanden og derfor mere modtagelige for støj og anden korruption.
Dette resulterer i en højere bitfejlrate, og derfor kan en højere ordens QAM give flere data mindre pålideligt end en lavere ordens QAM for en konstant gennemsnitlig konstellationsenergi. Brugen af højere ordens QAM uden at øge bitfejlfrekvensen kræver højeresignal-til-støj-forhold (SNR) ved at øge signalenergien, reducere støjen eller begge dele.
Tekniske hjælpemidler
Hvis der kræves datahastigheder, der overstiger dem, der tilbydes af 8-PSK, er det mere almindeligt at flytte til QAM, da det opnår større afstand mellem tilstødende punkter i I-Q-planet, og fordeler punkterne mere jævnt. En komplicerende faktor er, at punkterne ikke længere har den samme amplitude, og derfor skal demodulatoren nu korrekt detektere både fase og amplitude, snarere end blot fase.
Fjernsyn
64-QAM og 256-QAM bruges ofte i digit alt kabel-tv og kabelmodemmer. I USA er 64-QAM og 256-QAM autoriserede digitale kabelmodulationsordninger, der er standardiseret af SCTE i ANSI/SCTE 07 2013-standarden. Bemærk, at mange marketingfolk vil referere til dem som QAM-64 og QAM-256. UK-modulation QAM-64 bruges til digit alt jordbaseret tv (Freeview) og 256-QAM bruges til Freeview-HD.
Kommunikationssystemer designet til at opnå meget høje niveauer af spektral effektivitet bruger typisk meget tætte frekvenser i denne serie. For eksempel bruger nuværende Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet-enheder 1024-QAM- og 4096-QAM-enheder, såvel som fremtidige enheder, der bruger ITU-T G.hn-standarden til at forbinde til eksisterende hjemmeledninger.(koaksialkabel, telefonlinjer og elledninger); 4096-QAM giver 12 bit/symbol.
Et andet eksempel er ADSL-teknologi til parsnoet kobber, hvis konstellationsstørrelse når 32768-QAM (i ADSL-terminologi kaldes dette bit-loading eller bits pr. tone, 32768-QAM svarer til 15 bits pr. tone).
Lukket sløjfesystemer med ultrahøj båndbredde bruger også 1024-QAM. Ved at bruge 1024-QAM, adaptiv kodning og modulering (ACM) og XPIC kan producenter opnå gigabitkapacitet i en enkelt 56 MHz kanal.
In SDR-modtager
Det er kendt, at den cirkulære 8-QAM-frekvens er den optimale 8-QAM-modulation i den forstand, at den har brug for den laveste gennemsnitlige effekt for en given minimums-euklidisk afstand. 16-QAM-frekvensen er suboptimal, selvom en optimal kan oprettes på samme måde som 8-QAM. Disse frekvenser bruges ofte ved tuning af en SDR-modtager. Andre frekvenser kan genskabes ved at manipulere lignende (eller lignende) frekvenser. Disse kvaliteter bruges aktivt i moderne SDR-modtagere og transceivere, routere, routere.
