Σε τι αναφέρεται η διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου (QAM);

Το Quadrature Amplitude Modulation (QAM) είναι το όνομα μιας σειράς μεθόδων ψηφιακής διαμόρφωσης και σχετικών μεθόδων αναλογικής διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μετάδοση πληροφοριών στις σύγχρονες τηλεπικοινωνίες. Χρησιμοποιεί σχήμα ψηφιακής διαμόρφωσης Amplitude Shift Keying (ASK) ή σχήμα αναλογικής διαμόρφωσης Amplitude Modulation (AM) για τη μετάδοση δύο αναλογικών σημάτων μηνυμάτων ή δύο ψηφιακών ροών bit αλλάζοντας (διαμορφώνοντας) το πλάτος δύο φορέων. Δύο φορείς της ίδιας συχνότητας είναι 90 ° εκτός φάσης μεταξύ τους. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται τετραγωνισμός. Το μεταδιδόμενο σήμα δημιουργείται με την προσθήκη δύο κυμάτων φορέα, έχει ένα ορισμένο πλάτος που προκύπτει από το άθροισμα και των δύο σημάτων και μια φάση που πάλι εξαρτάται από το άθροισμα των σημάτων. Αυτή η μέθοδος βοηθά στο διπλασιασμό του αποτελεσματικού εύρους ζώνης της. Το QAM χρησιμοποιείται επίσης με παλμό AM (PAM) σε ψηφιακά συστήματα όπως ασύρματες εφαρμογές.

Εάν το πλάτος ενός από τα σήματα ρυθμιστεί τότε αυτό επηρεάζει τόσο τη φάση όσο και το πλάτος του συνολικού σήματος, η φάση τείνει προς εκείνη του σήματος με το υψηλότερο περιεχόμενο πλάτους. Στον δέκτη, λόγω της ορθογωνικότητάς τους, τα δύο κύματα μπορούν να διαχωριστούν με συνέπεια (αποδιαμόρφωση). Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό είναι ότι η διαμόρφωση είναι μια κυματομορφή χαμηλής συχνότητας/χαμηλού εύρους ζώνης σε σύγκριση με τη συχνότητα του φορέα. Αυτό ονομάζεται υπόθεση στενής ζώνης.Η διαμόρφωση φάσης (αναλογικό PM) και το πλήκτρο αλλαγής φάσης (ψηφιακό PSK) μπορούν να θεωρηθούν ως μια ειδική περίπτωση QAM, όπου το πλάτος του μεταδιδόμενου σήματος είναι σταθερό, αλλά η φάση του αλλάζει. Αυτό μπορεί επίσης να επεκταθεί στη διαμόρφωση συχνότητας (FM) και στο πλήκτρο αλλαγής συχνότητας (FSK), καθώς μπορούν να θεωρηθούν ως ειδικές περιπτώσεις διαμόρφωσης φάσης.

Τώρα που γνωρίζουμε ότι το ψηφιακό messager μπορεί να διαμορφωθεί στο RF Carrier από QPSK και BPSK.Γιατί δεν θα μπορούσαμε να συνδυάσουμε τότε για να πάρουμε περισσότερες ψηφιακές πληροφορίες στο ημιτονοειδές κύμα; Αυτό έρχεται QAM, το οποίο είναι συντομία για QPSK & AM. Θεωρητικά, το QAM μπορεί να διαμορφωθεί με μια μικρότερη μετατόπιση φάσης. Υπάρχουν περισσότερα από δύο πιθανά πλάτη για να συμπληρώσετε κάθε ημιτονοειδές κύμα με περισσότερες πληροφορίες. Συνήθως η εφαρμογή περιορίζεται στο καλώδιο, επειδή ο θόρυβος εκεί έχει μειωθεί πολύ. Βασικά, το QAM επιτρέπει στα αναλογικά σήματα να μεταδίδουν αποτελεσματικά ψηφιακές πληροφορίες. Παρέχει επίσης ένα μέσο για τους χειριστές να μεταδίδουν περισσότερα bits την ίδια χρονική περίοδο, αυξάνοντας ουσιαστικά το εύρος ζώνης.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης του QAM;

Η αποτελεσματική χρήση του εύρους ζώνης είναι το κύριο πλεονέκτημα των αποκλίσεων της διαμόρφωσης QAM. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το QAM συμβολίζει περισσότερο αριθμό δυαδικών ψηφίων ανά φορέα. Για παράδειγμα, 256-QAM χαρτογραφεί 8 bit ανά φορέα και 16-QAM χαρτογραφεί 4 bits ανά φορέα. Τα μειονεκτήματα είναι ότι η διαδικασία διαμόρφωσης QAM είναι πιο προκλητική στον θόρυβο. Αυτό συμβαίνει επειδή οι καταστάσεις μετάδοσης είναι πολύ κοντά, απαιτώντας χαμηλότερο επίπεδο θορύβου για να μετακινήσετε το σήμα από το ένα σημείο στο άλλο.

Η διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μια ποικιλία διαφορετικών μορφών:

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

Βασικές γνώσεις διαμορφωτή QAM

Ο διαμορφωτής QAM ακολουθεί ουσιαστικά την ιδέα που φαίνεται από τη βασική θεωρία QAM, όπου υπάρχουν δύο σήματα φορέα και η μετατόπιση φάσης μεταξύ τους είναι 90 °. Στη συνέχεια, διαμορφώνονται στο πλάτος με δύο ρεύματα δεδομένων που ονομάζονται I ή σε φάση και Q ή τετραγωνικά δεδομένα. Αυτά δημιουργούνται στην περιοχή επεξεργασίας της βασικής ζώνης. Ένας διαμορφωτής QAM λειτουργεί σαν μεταφραστής, βοηθώντας στη μετάφραση ψηφιακών πακέτων σε αναλογικό σήμα για τη μεταφορά απρόσκοπτων δεδομένων.

Τα δύο συνθετικά σήματα προστίθενται μαζί, στη συνέχεια επεξεργάζονται όπως απαιτείται στην αλυσίδα σημάτων RF. Συνήθως μετατρέπονται σε συχνότητα στην επιθυμητή τελική συχνότητα και ενισχύονται ανάλογα με τις ανάγκες.

Αξίζει να σημειωθεί ότι καθώς αλλάζει το πλάτος του σήματος, κάθε ενισχυτής RF πρέπει να είναι γραμμικός για να διατηρεί την ακεραιότητα του σήματος. Οποιαδήποτε μη γραμμικότητα θα αλλάξει το σχετικό επίπεδο του σήματος και θα αλλάξει τη διαφορά φάσης, παραμορφώνοντας έτσι το σήμα και εισάγοντας την πιθανότητα σφαλμάτων δεδομένων.

Βασικά στοιχεία αποδιαμόρφωσης QAM

Ο αποδιαμορφωτής QAM είναι σχεδόν το αντίστροφο του διαμορφωτή QAM. Τα σήματα εισέρχονται στο σύστημα, χωρίζονται και κάθε πλευρά εφαρμόζεται σε ένα μίξερ. Στο ένα μισό έχει εφαρμοστεί ο τοπικός ταλαντωτής σε φάση και στο άλλο μισό έχει εφαρμοστεί το σήμα ταλαντωτή τετραγωνικής κλίμακας.

Ο βασικός διαμορφωτής υποθέτει ότι τα δύο σήματα τεταρτημορίων παραμένουν ακριβώς στο τετράγωνο.Μια περαιτέρω απαίτηση είναι να παραχθεί ένα τοπικό σήμα ταλαντωτή για την αποδιαμόρφωση που βρίσκεται ακριβώς στην απαιτούμενη συχνότητα για το σήμα. Οποιαδήποτε μετατόπιση συχνότητας θα είναι μια αλλαγή στη φάση του τοπικού σήματος ταλαντωτή σε σχέση με τα δύο συστατικά φορέα καταστολής διπλής πλευρικής ζώνης του συνολικού σήματος.

Το σύστημα περιλαμβάνει κυκλώματα για ανάκτηση φορέα, συνήθως βρόχους κλειδωμένους σε φάση-μερικοί έχουν ακόμη και εσωτερικούς και εξωτερικούς βρόχους. Είναι σημαντικό να ανακτήσετε τη φάση του φορέα, διαφορετικά θα επηρεαστεί ο ρυθμός σφάλματος bit των δεδομένων.

Το κύκλωμα που φαίνεται παραπάνω δείχνει κοινά κυκλώματα διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης IQ QAM που χρησιμοποιούνται σε μεγάλο αριθμό διαφορετικών πεδίων. Αυτά τα κυκλώματα δεν αποτελούνται μόνο από διακριτά εξαρτήματα, αλλά χρησιμοποιούνται συχνότερα σε ολοκληρωμένα κυκλώματα που μπορούν να παρέχουν μεγάλο αριθμό λειτουργιών.

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων