QAM-modulasjon sender to analoge meldingssignaler eller to digitale bitstrømmer ved å variere (modulere) amplitudene til to bærebølger ved å bruke en ASK eller analog AM digital modulasjonsskjema.
Arbeidsprinsipp
To bærebølger med samme frekvens, vanligvis sinusoider, er ute av fase med hverandre med 90° og kalles dermed kvadraturbærere eller kvadraturkomponenter – derav kretsens navn. De modulerte bølgene summeres og den endelige bølgeformen er en kombinasjon av både faseskiftnøkling (PSK) og amplitudeskiftnøkling (ASK), eller i det analoge tilfellet fasemodulasjon (PM) og amplitudemodulasjon.
Som alle modulasjonsskjemaer, overfører QAM data ved å endre et aspekt av bærebølgesignalet (vanligvis en sinusbølge) som svar på datasignalet. Når det gjelder digital QAM, brukes multiple fase og multiple amplitudesampler. Phase shift keying (PSK) er en enklere form for QAM der bærebølgeamplituden er konstant og bare faseforskyvningen.
Ved deformeringQAM-overføring, en bærebølge er en samling av to sinusbølger med samme frekvens, 90° i fase fra hverandre (i kvadratur). Disse blir ofte referert til som "I" eller i-fase-komponenten, så vel som "Q" eller kvadratur-komponenten. Hver komponentbølge er amplitudemodulert, noe som betyr at amplituden endres for å representere dataene som må overføres før de kan kombineres.
Application
Inskripsjonsbeslutningsgrensene på bildet ovenfor indikerer grensen til overflaten (eller "beslutningsgrense", bokstavelig t alt).
QAM (kvadraturamplitudemodulasjon) er mye brukt som et modulasjonsskjema for digitale telekommunikasjonssystemer som 802.11 Wi-Fi-standarder. Vilkårlig høy spektral effektivitet kan oppnås med QAM ved å angi en passende konstellasjonsstørrelse, kun begrenset av støynivå og linklinearitet.
QAM-modulasjon brukes i optiske fibersystemer når bithastigheten øker. QAM16 og QAM64 kan emuleres optisk med et 3-kanals interferometer.
Digital teknologi
I digital QAM består hver komponentbølge av prøver med konstant amplitude, som hver opptar et enkelt tidsintervall, og amplituden er kvantisert, begrenset til ett av et begrenset antall nivåer som representerer ett eller flere binære sifre (biter) av en digital bit. I analog QAM endres amplituden til hver komponent i en sinusbølge kontinuerligi takt med et analogt signal.
Fasemodulasjon (analog PM) og tasting (digital PSK) kan betraktes som et spesi altilfelle av QAM, hvor størrelsen på det modulerende signalet er konstant, med bare faseendringen. Kvadraturmodulasjon kan også utvides til frekvensmodulasjon (FM) og keying (FSK), siden de kan betraktes som dens underarter.
Som med mange digitale modulasjonsskjemaer, er konstellasjonsdiagrammet nyttig for QAM. I QAM er konstellasjonspunkter vanligvis arrangert i et kvadratisk rutenett med lik vertikal og horisontal avstand, selv om andre konfigurasjoner (f.eks. Cross-QAM) er mulige. Siden data vanligvis er binære i digital telekommunikasjon, er antall punkter i et rutenett vanligvis 2 (2, 4, 8, …).
Fordi QAM vanligvis er firkantet, er noen sjeldne – de vanligste formene er 16-QAM, 64-QAM og 256-QAM. Ved å flytte til en høyere ordens konstellasjon kan flere biter per symbol overføres. Men hvis gjennomsnittsenergien til konstellasjonen forblir den samme (ved å gjøre en rettferdig sammenligning), bør punktene være nærmere hverandre og derfor mer utsatt for støy og annen korrupsjon.
Dette resulterer i en høyere bitfeilrate, og derfor kan en høyere ordens QAM gi mer data mindre pålitelig enn en lavere ordens QAM for en konstant gjennomsnittlig konstellasjonsenergi. Bruken av høyere ordens QAM uten å øke bitfeilfrekvensen krever høyeresignal-til-støy-forhold (SNR) ved å øke signalenergien, redusere støyen eller begge deler.
Tekniske hjelpemidler
Hvis det kreves datahastigheter som overstiger de som tilbys av 8-PSK, er det mer vanlig å flytte til QAM ettersom det oppnår større avstand mellom tilstøtende punkter i I-Q-planet, og fordeler punktene jevnere. En kompliserende faktor er at punktene ikke lenger har samme amplitude, og derfor må demodulatoren nå riktig detektere både fase og amplitude, i stedet for bare fase.
TV
64-QAM og 256-QAM brukes ofte i digital kabel-TV og kabelmodemer. I USA er 64-QAM og 256-QAM autoriserte digitale kabelmodulasjonssystemer som er standardisert av SCTE i ANSI/SCTE 07 2013-standarden. Merk at mange markedsførere vil referere til dem som QAM-64 og QAM-256. UK-modulasjon QAM-64 brukes for digital bakkenett-TV (Freeview) og 256-QAM brukes for Freeview-HD.
Kommunikasjonssystemer designet for å oppnå svært høye nivåer av spektral effektivitet bruker vanligvis svært tette frekvenser i denne serien. For eksempel bruker nåværende Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet-enheter 1024-QAM- og 4096-QAM-enheter, samt fremtidige enheter som bruker ITU-T G.hn-standarden for å koble til eksisterende hjemmekabling.(koaksialkabel, telefonlinjer og kraftledninger); 4096-QAM gir 12 biter/symbol.
Et annet eksempel er ADSL-teknologi for tvunnet-par kobber, hvis konstellasjonsstørrelse når 32768-QAM (i ADSL-terminologi kalles dette bit-loading eller bits per tone, 32768-QAM tilsvarer 15 bits per tone).
Lukket sløyfesystemer med ultrahøy båndbredde bruker også 1024-QAM. Ved å bruke 1024-QAM, adaptiv koding og modulasjon (ACM) og XPIC, kan produsenter oppnå gigabit-kapasitet i en enkelt 56 MHz-kanal.
In SDR-mottaker
Det er kjent at den 8-QAM sirkulære frekvensen er den optimale 8-QAM-modulasjonen i betydningen å trenge den laveste gjennomsnittlige kraften for en gitt minimum euklidisk avstand. 16-QAM-frekvensen er suboptimal, selv om en optimal kan opprettes på samme måte som 8-QAM. Disse frekvensene brukes ofte ved innstilling av en SDR-mottaker. Andre frekvenser kan gjenskapes ved å manipulere lignende (eller lignende) frekvenser. Disse egenskapene brukes aktivt i moderne SDR-mottakere og transceivere, rutere, rutere.
