QAM moduliacija perduoda du analoginius pranešimų signalus arba du skaitmeninius bitų srautus keičiant (moduliuojant) dviejų nešlio bangų amplitudes naudojant ASK arba analoginę AM skaitmeninės moduliacijos schemą.
Veikimo principas
Dvi to paties dažnio nešlios bangos, dažniausiai sinusinės, yra 90° nefazinės viena su kita, todėl yra vadinamos kvadratiniais nešikliais arba kvadratiniais komponentais – taigi ir grandinės pavadinimas. Modifikuotos bangos sumuojamos ir galutinė bangos forma yra fazių poslinkio raktų (PSK) ir amplitudės poslinkio raktų (ASK) arba analoginiu atveju fazės moduliacijos (PM) ir amplitudės moduliavimo derinys.
Kaip ir visos moduliavimo schemos, QAM perduoda duomenis pakeisdamas tam tikrą nešlios bangos signalo aspektą (dažniausiai sinusinę bangą), reaguodamas į duomenų signalą. Skaitmeninio QAM atveju naudojami kelių fazių ir kelių amplitudių mėginiai. Fazių poslinkio raktas (PSK) yra paprastesnė QAM forma, kai nešlio amplitudė yra pastovi ir keičiasi tik fazės.
Kreipimų atvejuQAM perdavimas, nešančioji banga yra dviejų to paties dažnio sinusinių bangų rinkinys, 90° fazėje viena nuo kitos (kvadratūroje). Jie dažnai vadinami „I“arba fazės komponentu, taip pat „Q“arba kvadratūros komponentu. Kiekviena komponento banga yra amplitudė moduliuojama, o tai reiškia, kad jos amplitudė pakeičiama taip, kad būtų pateikti duomenys, kuriuos reikia perduoti, kad būtų galima sujungti.
Programa
Užrašas sprendimo ribos aukščiau esančioje nuotraukoje nurodo paviršiaus ribą (arba „sprendimo riba“, pažodžiui).
QAM (kvadratinės amplitudės moduliacija) plačiai naudojama kaip moduliavimo schema skaitmeninėse telekomunikacijų sistemoms, pvz., 802.11 Wi-Fi standartams. Savavališkai aukštą spektrinį efektyvumą galima pasiekti naudojant QAM, nustatant tinkamą žvaigždyno dydį, kurį riboja tik triukšmo lygis ir ryšio tiesiškumas.
QAM moduliacija naudojama optinio pluošto sistemose, kai didėja bitų perdavimo sparta. QAM16 ir QAM64 gali būti optiškai emuliuojami naudojant 3 kanalų interferometrą.
Skaitmeninės technologijos
Skaitmeniniame QAM kiekvieną komponento bangą sudaro pastovios amplitudės mėginiai, kurių kiekvienas užima vieną laiko intervalą, o amplitudė yra kvantuojama, apribota iki vieno iš baigtinio skaičiaus lygių, atitinkančių vieną ar daugiau dvejetainių skaitmenų (bitų). skaitmeninis bitas. Analoginiame QAM kiekvienos sinusinės bangos komponento amplitudė nuolat kintalaiku su analoginiu signalu.
Fazinis moduliavimas (analoginis PM) ir raktų įvedimas (skaitmeninis PSK) gali būti laikomi ypatingu QAM atveju, kai moduliuojančio signalo dydis yra pastovus, keičiantis tik fazei. Kvadratūrinis moduliavimas taip pat gali būti išplėstas iki dažnio moduliavimo (FM) ir raktų nustatymo (FSK), nes jie gali būti laikomi jos porūšiais.
Kaip ir daugelyje skaitmeninių moduliavimo schemų, konsteliacijos diagrama yra naudinga QAM. QAM konsteliacijos taškai paprastai išdėstomi kvadratinėje tinklelyje su vienodais vertikaliais ir horizontaliais atstumais, nors galimos ir kitos konfigūracijos (pvz., Cross-QAM). Kadangi skaitmeninėse telekomunikacijose duomenys dažniausiai yra dvejetainiai, taškų skaičius tinklelyje paprastai yra 2 (2, 4, 8, …).
Kadangi QAM paprastai yra kvadratas, kai kurios yra retos – dažniausiai pasitaikančios formos yra 16-QAM, 64-QAM ir 256-QAM. Perėjus į aukštesnės eilės žvaigždyną, galima perduoti daugiau bitų vienam simboliui. Tačiau, jei vidutinė žvaigždyno energija išlieka tokia pati (atliekant teisingą palyginimą), taškai turėtų būti arčiau vienas kito, todėl jie turėtų būti jautresni triukšmui ir kitiems pažeidimams.
Tai lemia didesnį bitų klaidų dažnį, todėl didesnės eilės QAM gali pateikti daugiau duomenų mažiau patikimai nei žemesnės eilės QAM esant pastoviai vidutinei žvaigždyno energijai. Norint naudoti aukštesnės eilės QAM nedidinant bitų klaidų dažnio, reikia didesniosignalo ir triukšmo santykį (SNR) didinant signalo energiją, sumažinant triukšmą arba abu.
Techninės pagalbos priemonės
Jei reikia duomenų perdavimo spartos, viršijančios tas, kurias siūlo 8-PSK, dažniau pereinama prie QAM, nes pasiekiamas didesnis atstumas tarp gretimų I-Q plokštumos taškų ir taškai pasiskirsto tolygiau. Apsunkinantis veiksnys yra tai, kad taškai nebėra vienodos amplitudės, todėl dabar demoduliatorius turi teisingai aptikti ir fazę, ir amplitudę, o ne tik fazę.
Televizija
64-QAM ir 256-QAM dažnai naudojami skaitmeninėje kabelinėje televizijoje ir kabeliniuose modemuose. Jungtinėse Valstijose 64-QAM ir 256-QAM yra patvirtintos skaitmeninio kabelio moduliavimo schemos, kurias SCTE standartizuoja ANSI/SCTE 07 2013 standarte. Atminkite, kad daugelis rinkodaros specialistų jas vadins QAM-64 ir QAM-256. JK moduliacija QAM-64 naudojama skaitmeninei antžeminei televizijai („Freeview“), o 256-QAM naudojama „Freeview-HD“.
Ryšių sistemos, sukurtos pasiekti labai aukštą spektrinio efektyvumo lygį, paprastai naudoja labai tankius šios serijos dažnius. Pavyzdžiui, dabartiniai Powerplug AV2 500 Mbit Ethernet įrenginiai naudoja 1024-QAM ir 4096-QAM įrenginius, taip pat būsimus įrenginius, naudojančius ITU-T G.hn standartą, kad būtų galima prisijungti prie esamų namų laidų.(koaksialinis kabelis, telefono linijos ir elektros linijos); 4096-QAM suteikia 12 bitų vienam simboliui.
Kitas pavyzdys yra ADSL technologija, skirta vytos poros variui, kurios žvaigždyno dydis siekia 32768-QAM (ADSL terminologijoje tai vadinama bitų įkėlimu arba bitais tonu, 32768-QAM atitinka 15 bitų tonui).
Ypatingai didelio pralaidumo uždarojo ciklo sistemose taip pat naudojamas 1024-QAM. Naudodami 1024-QAM, adaptyvų kodavimą ir moduliavimą (ACM) ir XPIC, gamintojai gali pasiekti gigabito pajėgumą viename 56 MHz kanale.
SDR imtuve
Žinoma, kad 8-QAM apskritas dažnis yra optimali 8-QAM moduliacija, atsižvelgiant į tai, kad reikia mažiausios vidutinės galios tam tikram minimaliam Euklido atstumui. 16-QAM dažnis yra neoptimalus, nors optimalus gali būti sukurtas taip pat, kaip ir 8-QAM. Šie dažniai dažnai naudojami derinant SDR imtuvą. Kiti dažniai gali būti atkurti manipuliuojant panašiais (ar panašiais) dažniais. Šios savybės aktyviai naudojamos šiuolaikiniuose SDR imtuvuose ir siųstuvuose-imtuvuose, maršrutizatoriuose, kelvedžiuose.
