Mire utal a kvadratúra -amplitúdó -moduláció (QAM)?

A Quadrature Amplitude Modulation (QAM) a digitális modulációs módszerek és a hozzájuk kapcsolódó analóg modulációs módszerek sorozatának neve, amelyeket széles körben használnak a modern távközlésben az információk továbbítására. Amplitude Shift Keying (ASK) digitális modulációs sémát vagy Amplitude Modulation (AM) analóg modulációs sémát használ két analóg üzenetjel vagy két digitális bitfolyam továbbítására két vivő amplitúdójának megváltoztatásával (modulálásával). Két azonos frekvenciájú vivő 90 ° -os fázison kívül van egymással. Ezt az állapotot nevezzük kvadratúrának. Az átvitt jelet két vivőhullám hozzáadásával állítják elő, van egy bizonyos amplitúdója mindkét jel összegéből, és egy fázis, amely ismét a jelek összegétől függ. Ez a módszer segít megduplázni a tényleges sávszélességét. A QAM impulzus AM (PAM) funkcióval is használható digitális rendszerekben, például vezeték nélküli alkalmazásokban.

Ha az egyik jel amplitúdóját beállítják, akkor ez hatással van a teljes jel fázisára és amplitúdójára is, a fázis a magasabb amplitúdójú jel amplitúdója felé hajlik. A vevőnél ortogonalitásuk miatt a két hullám koherensen szétválasztható (demodulálható). Egy másik fontos jellemző, hogy a moduláció alacsony frekvenciájú/alacsony sávszélességű hullámforma a vivőfrekvenciához képest. Ezt nevezik keskeny sávú feltevésnek.A fázismoduláció (analóg PM) és a fáziseltolódás -kulcs (digitális PSK) a QAM speciális eseteinek tekinthető, ahol az átvitt jel amplitúdója állandó, de fázisa változik. Ez kiterjeszthető a frekvenciamodulációra (FM) és a frekvenciaeltolásos kulcsra (FSK) is, mivel ezek a fázismoduláció speciális eseteinek tekinthetők.

Most, hogy tudjuk, hogy a digitális üzenetküldő az RF hordozóra modulálható QPSK és BPSKMiért nem tudunk akkor kombinálni, hogy több digitális információt kapjunk a szinuszhullámban? Ez a QAM, ami a QPSK és AM rövidítése. Elméletileg a QAM kisebb fáziseltolással modulálható. Több mint két lehetséges amplitúdó van arra, hogy minden szinuszhullámot több információval töltsünk ki. Általában az alkalmazás a kábelre korlátozódik, mert a zaj ott nagymértékben csökkent. Alapvetően a QAM lehetővé teszi az analóg jelek hatékony digitális továbbítását. Ezenkívül eszközt biztosít a kezelők számára, hogy több bitet továbbítsanak ugyanabban az időszakban, hatékonyan növelve a sávszélességet.

Milyen előnyei és hátrányai vannak a QAM használatának?

A sávszélesség hatékony kihasználása a QAM modulációs eltérések fő előnye. Ez annak köszönhető, hogy a QAM több bitet szimbolizál hordozónként. Például a 256-QAM 8 bitet hordozóként, a 16-QAM 4 bitet hordozóként hordoz. A hátrányok az, hogy a QAM modulációs folyamat érzékenyebb a zajra. Ez azért van, mert az átviteli állapotok nagyon közel vannak, és alacsonyabb zajszintet igényelnek hogy a jelet egyik pontból a másikba vigye.

A kvadratúra amplitúdó moduláció számos különböző formátumban használható:

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

A QAM modulátor alapvető ismeretei

A QAM modulátor lényegében azt az elképzelést követi, amely látható az alap QAM elméletből, ahol két vivőjel van, és a fáziseltolódás közöttük 90 °. Ezután amplitúdó-modulációt végeznek két adatfolyammal, az úgynevezett I-vel vagy fázisban, valamint Q- vagy kvadratúra-adatfolyamokkal. Ezeket az alapsávos feldolgozási területen hozzák létre. A QAM modulátor úgy működik, mint a fordító, és segít a digitális csomagok analóg jellé alakításában az adatok zökkenőmentes átvitele érdekében.

A két szintetizált jelet összeadjuk, majd szükség szerint feldolgozzuk az RF jelláncban. Általában frekvenciákká alakítják át a kívánt végső frekvenciára, és szükség szerint erősítik.

Érdemes megjegyezni, hogy a jel amplitúdójának változásával minden RF erősítőnek lineárisnak kell lennie a jel integritásának megőrzése érdekében. Bármilyen nemlinearitás megváltoztatja a jel relatív szintjét és megváltoztatja a fáziskülönbséget, ezáltal torzítja a jelet, és bekövetkezik az adathibák lehetősége.

A QAM demodulátor alapjai

A QAM demodulátor nagyjából a QAM modulátor fordítottja. A jelek belépnek a rendszerbe, fel vannak osztva, és mindegyik oldal egy keverőre kerül. Az egyik felén a fázisban lévő helyi oszcillátor van elhelyezve, a másik felén pedig a kvadratúra oszcillátor jele.

Az alapmodulátor feltételezi, hogy a két kvadratúra jel pontosan négyzet alakban marad.További követelmény, hogy a demodulációhoz olyan helyi oszcillátor jelet származzunk, amely pontosan a jel előírt frekvenciáján van. Bármilyen frekvenciaeltolás a helyi oszcillátorjel fázisának változása lesz a teljes jel két kettős oldalsávos elnyomott vivőösszetevőjéhez képest.

A rendszer áramköröket tartalmaz a hordozó helyreállításához, általában fáziszárolt hurkok-néhányuknak belső és külső hurkai is vannak. Fontos, hogy helyreállítsa a hordozó fázisát, különben az adatok bites hibaarányát érinti.

A fenti ábra az IQ QAM modulátor és demodulátor áramköröket mutatja, amelyeket számos különböző területen használnak. Ezek az áramkörök nemcsak diszkrét alkatrészekből készülnek, hanem gyakrabban használják integrált áramkörökben, amelyek nagyszámú funkciót tudnak biztosítani.

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista