Τι είναι το QAM: διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου

"QAM: Quadrature Amplitude Modulation συνδυάζει πλάτος και αλλαγές φάσης για να δώσει επιπλέον χωρητικότητα και χρησιμοποιείται ευρέως για επικοινωνία δεδομένων. Quadrature Amplitude Modulation, το QAM χρησιμοποιεί τόσο το πλάτος όσο και τα συστατικά φάσης για να παρέχει μια μορφή διαμόρφωσης που είναι ικανή να παρέχει υψηλά επίπεδα αποτελεσματικότητας χρήσης του φάσματος. ----- FMUSER"

Είναι σε θέση να παρέχει μια πολύ αποτελεσματική μορφή διαμόρφωσης για δεδομένα και ως τέτοια χρησιμοποιείται σε όλα, από κινητά τηλέφωνα έως Wi-Fi και σχεδόν σε κάθε άλλη μορφή συστήματος επικοινωνίας δεδομένων υψηλής ταχύτητας.

# Τι είναι το QAM, διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου
Quadrature Amplitude Modulation, το QAM είναι ένα σήμα στο οποίο δύο φορείς μετατοπισμένοι σε φάση κατά 90 μοίρες (δηλαδή ημιτονοειδές και συνημίτονο) διαμορφώνονται και συνδυάζονται. Ως αποτέλεσμα της διαφοράς φάσης των 90 °, βρίσκονται σε τετράγωνο και αυτό δημιουργεί το όνομα. Συχνά το ένα σήμα ονομάζεται In-phase ή "I" σήμα, και το άλλο είναι το quadrature ή "Q" σήμα.

Το προκύπτον συνολικό σήμα που αποτελείται από το συνδυασμό και των δύο φορέων Ι και Q περιέχει τόσο παραλλαγές πλάτους όσο και φάσης. Λόγω του γεγονότος ότι υπάρχουν τόσο παραλλαγές πλάτους όσο και φάσης, μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως μείγμα διαμόρφωση πλάτους και φάσης.

Ένα κίνητρο για τη χρήση της διαμόρφωσης πλάτους τετραγώνου προέρχεται από το γεγονός ότι ένα διαμορφωμένο σήμα ευθείας πλάτους, δηλαδή διπλή πλευρική ζώνη ακόμη και με έναν καταπιεσμένο φορέα καταλαμβάνει το διπλάσιο εύρος ζώνης του σήματος διαμόρφωσης. Αυτό είναι πολύ σπατάλη των διαθέσιμων φάσμα συχνοτήτων. Το QAM αποκαθιστά την ισορροπία τοποθετώντας δύο ανεξάρτητα σήματα φορέα διπλής πλευρικής ζώνης που καταστέλλονται στο ίδιο φάσμα με ένα συνηθισμένο σήμα φορέα διπλής πλευρικής ζώνης με πίεση.

Δείτε επίσης: >>Σύγκριση των 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64 128-QAM-QAM, 256-QAM 

# Αναλογική και ψηφιακή QAM
Διαμόρφωση τετραγώνου πλάτους, QAM μπορεί να υπάρχει σε αυτό που μπορεί να ονομαστεί είτε αναλογική είτε ψηφιακή μορφή. ο αναλογική Οι εκδόσεις του QAM χρησιμοποιούνται συνήθως για να επιτρέπουν τη μεταφορά πολλαπλών αναλογικών σημάτων σε έναν μόνο φορέα. 

Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται σε τηλεοπτικά συστήματα PAL και NTSC, όπου τα διαφορετικά κανάλια που παρέχονται από το QAM του επιτρέπουν να μεταφέρει τα στοιχεία του χρώματος ή των πληροφοριών χρώματος. Σε εφαρμογές ραδιοφώνου ένα σύστημα γνωστό ως C-QUAM χρησιμοποιείται για στερεοφωνικό ραδιόφωνο AM. Εδώ τα διαφορετικά κανάλια επιτρέπουν στα δύο κανάλια που απαιτούνται για τη μεταφορά στερεοφωνικών μονάδων στον μοναδικό φορέα.

# Ψηφιακές σε αναλογικές τεχνικές μετατροπής

Οι ψηφιακές μορφές QAM που συχνά αναφέρεται ως "ποσοστοποιημένα ΟΑΜ» και χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για την επικοινωνία δεδομένων συχνά μέσα σε συστήματα ραδιοεπικοινωνιών. Τα συστήματα ραδιοεπικοινωνιών επικοινωνιών που κυμαίνονται από κυψελοειδή τεχνολογία όπως στην περίπτωση του LTE μέσω ασύρματων συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων WiMAX και Wi-Fi 802.11 χρησιμοποιούν μια ποικιλία μορφών QAM, και η χρήση του ΟΑΜ θα αυξηθούν μόνο στον τομέα των ραδιοεπικοινωνιών.

Δείτε επίσης: >> Έξι μορφές ευρετηρίου QAM που πρέπει να γνωρίζετε 

Βασικά Digital / βαθμιδοποιείται QAM
Διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου, QAM, όταν χρησιμοποιείται για ψηφιακή μετάδοση για ραδιόφωνο εφαρμογές επικοινωνιών είναι σε θέση να μεταφέρει υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων από τα συνηθισμένα σχήματα διαμορφωμένου πλάτους και σχήματα διαμορφωμένων φάσεων.

Τα βασικά σήματα εμφανίζουν μόνο δύο θέσεις που επιτρέπουν τη μεταφορά είτε 0 ή 1. Χρησιμοποιώντας το QAM υπάρχουν πολλά διαφορετικά σημεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν, το καθένα έχει καθορισμένες τιμές φάσης και πλάτους. Αυτό είναι γνωστό ως διάγραμμα αστερισμού. Στις διαφορετικές θέσεις εκχωρούνται διαφορετικές τιμές, και με αυτόν τον τρόπο ένα μόνο σήμα μπορεί να μεταφέρει δεδομένα με πολύ υψηλότερο ρυθμό.

# Διάγραμμα αστερισμού για ένα σήμα 16QAM που δείχνει τη θέση των διαφορετικών σημείων

Όπως φαίνεται παραπάνω, τα σημεία αστερισμού είναι συνήθως διατεταγμένα σε τετράγωνο πλέγμα με ίση οριζόντια και κατακόρυφη απόσταση. Αν και τα δεδομένα είναι δυαδικά, οι πιο κοινές μορφές του QAM, αν και όχι όλες, είναι εκεί όπου ο αστερισμός μπορεί να σχηματίσει ένα τετράγωνο με τον αριθμό των σημείων ίσο με ισχύ 2, δηλαδή 4, 16, 64. . . . , δηλαδή 16QAM, 64QAM, κ.λπ.

Χρησιμοποιώντας μορφές διαμόρφωσης υψηλότερης τάξης, δηλαδή περισσότερα σημεία στον αστερισμό, είναι δυνατή η μετάδοση περισσότερων bit ανά σύμβολο. Ωστόσο, τα σημεία είναι πιο κοντά μεταξύ τους και επομένως είναι πιο ευαίσθητα σε σφάλματα θορύβου και δεδομένων.

Το πλεονέκτημα της μετάβασης σε μορφές υψηλότερης τάξης είναι ότι υπάρχουν περισσότερα σημεία εντός του αστερισμού και επομένως είναι δυνατή η μετάδοση περισσότερων bits ανά σύμβολο. Το μειονέκτημα είναι ότι τα σημεία αστερισμού είναι πιο κοντά μεταξύ τους και συνεπώς ο σύνδεσμος είναι πιο ευαίσθητος στον θόρυβο. Ως αποτέλεσμα, οι εκδόσεις QAM υψηλότερης τάξης χρησιμοποιούνται μόνο όταν υπάρχει αρκετά υψηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο.

Να παρέχει ένα παράδειγμα του πώς λειτουργεί QAM, το διάγραμμα αστερισμού που ακολουθεί δείχνει τις αξίες που σχετίζονται με τις διαφορετικές καταστάσεις για ένα σήμα 16QAM. Από αυτό μπορεί να φανεί ότι ένα συνεχές ρεύμα δυαδικών ψηφίων μπορεί να ομαδοποιηθούν σε τέσσερα και παριστάνεται ως αλληλουχία.

Δείτε επίσης: >> QAM Modulator & Demodulator  

# Αντιστοίχιση ακολουθίας bit για σήμα 16QAM 
Bit Mapping ακολουθία για ένα σήμα 16QAM
Κανονικά, η χαμηλότερη σειρά QAM που αντιμετωπίζεται είναι 16QAM. Ο λόγος για τον οποίο είναι η χαμηλότερη σειρά που συναντάται συνήθως είναι ότι το 2QAM είναι το ίδιο με το δυαδικό κλείσιμο φάσης, BPSK, και το 4QAM είναι το ίδιο με το τετράγωνο-shift-keying, QPSK.

Επιπλέον 8QAM δεν χρησιμοποιείται ευρέως. Αυτό είναι επειδή η απόδοση ρυθμό σφαλμάτων του 8QAM είναι σχεδόν η ίδια με εκείνη του 16QAM - είναι μόνο περίπου 0.5 dB καλύτερο και το ρυθμό δεδομένων είναι μόνο τα τρία τέταρτα του ότι 16QAM. Αυτό προκύπτει από το ορθογώνιο, παρά τετράγωνο σχήμα του αστερισμού.

#QAM πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Αν και το QAM φαίνεται να αυξάνει την αποτελεσματικότητα του μετάδοση για συστήματα ραδιοεπικοινωνιών χρησιμοποιώντας παραλλαγές πλάτους και φάσης, έχει ορισμένα μειονεκτήματα. 

● Το πρώτο είναι ότι είναι πιο ευαίσθητο στον θόρυβο επειδή οι καταστάσεις είναι πιο κοντά μεταξύ τους, έτσι ώστε να απαιτείται χαμηλότερο επίπεδο θορύβου για να μετακινήσετε το σήμα σε διαφορετικό σημείο απόφασης. Οι δέκτες για χρήση με διαμόρφωση φάσης ή συχνότητας είναι και οι δύο σε θέση να χρησιμοποιούν περιοριστικούς ενισχυτές που μπορούν να αφαιρέσουν τυχόν θόρυβο πλάτους και, συνεπώς, να βελτιώσουν την ηχητική εξάρτηση. Αυτό δεν συμβαίνει με το QAM.

● Ο δεύτερος περιορισμός συνδέεται επίσης με το συστατικό πλάτος του σήματος. Όταν ένα σήμα φάσης ή διαμόρφωση συχνότητας ενισχύεται σε έναν ραδιοπομπό, δεν υπάρχει καμία ανάγκη να χρησιμοποιούν γραμμική ενισχυτές, ενώ κατά τη χρήση QAM που περιέχει ένα συστατικό πλάτος, γραμμικότητα πρέπει να διατηρηθεί. Δυστυχώς οι γραμμικοί ενισχυτές είναι λιγότερο αποτελεσματικοί και καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια, και αυτό τους καθιστά λιγότερο ελκυστική για τις κινητές εφαρμογές.

Δείτε επίσης: >>512 QAM έναντι 1024 QAM έναντι 2048 QAM έναντι 4096 τύπων διαμόρφωσης QAM

#QAM εναντίον PSK και άλλες λειτουργίες
Όταν αποφασίζετε για μια μορφή διαμόρφωσης, αξίζει να συγκρίνετε AM εναντίον PSK και άλλους τρόπους με το τι πρέπει να προσφέρουν ο καθένας.

Δεδομένου ότι υπάρχουν πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης QAM είναι απαραίτητο να συγκριθούν QAM με άλλους τρόπους, πριν τη λήψη μιας απόφασης σχετικά με το βέλτιστο τρόπο λειτουργίας. Μερικά συστήματα ραδιοεπικοινωνιών αλλάζει δυναμικά το σχήμα διαμόρφωσης εξαρτάται από τις συνθήκες και τις απαιτήσεις σύνδεσμο - στάθμη του σήματος, του θορύβου, ρυθμό δεδομένων, κ.λπ.

Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει διάφορες μορφές διαμόρφωσης:

ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ	BITS ΑΝΑ ΣΥΜΒΟΛΟ	- ΠΕΡΙΘΩΡΙΟ ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ -	ΠΕΡΙΠΛΟΚΟ
OOK	1	1/2	0.5	Χαμηλός
BPSK	1	1	1	Μέτριας Δυσκολίας
QPSK	2	1 / √2	0.71	Μέτριας Δυσκολίας
16QAM	4	/2 / 6	0.23	Ψηλά
64QAM	6	/2 / 14	0.1	Ψηλά

Τυπικά έχει βρεθεί ότι, εάν τα ποσοστά παραπάνω στοιχεία εκείνα που μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας 8-PSK που απαιτείται, είναι πιο σύνηθες να χρησιμοποιούν τετραγωνισμού διαμόρφωση πλάτους. Αυτό είναι επειδή έχει μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ γειτονικών σημείων στο Ι - αεροπλάνο Q και αυτό βελτιώνει την ανοσία θορύβου. Ως αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί το ίδιο ρυθμό δεδομένων σε ένα χαμηλότερο επίπεδο σήματος.

Ωστόσο, τα σημεία δεν είναι πλέον το ίδιο πλάτος. Αυτό σημαίνει ότι ο αποδιαμορφωτής πρέπει να ανιχνεύσει τόσο φάσης και του πλάτους. Επίσης, το γεγονός ότι το πλάτος μεταβάλλεται σημαίνει ότι ένα γραμμικό ενισχυτή si απαιτούνται για την ενίσχυση του σήματος.

Μπορεί να ήθελε επίσης: >> Ποια είναι η διαφορά μεταξύ AM και FM; 
                                >>Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του "dB", του "dBm" και του "dBi"; 
                                >>Πώς να φορτώσετε / προσθέσετε λίστες αναπαραγωγής IP3 M3U / M8UXNUMX με μη αυτόματο τρόπο σε υποστηριζόμενες συσκευές
                                >>Τι είναι το VSWR: Δείκτης Υψηλής Τάσης

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων