Uz ko attiecas kvadrātiskās amplitūdas modulācija (QAM)?

Kvadratūras amplitūdas modulācija (QAM) ir ciparu modulācijas metožu un ar tām saistīto analogās modulācijas metožu sērijas nosaukums, ko plaši izmanto informācijas pārraidei mūsdienu telekomunikācijās. Tas izmanto Amplitude Shift Keying (ASK) digitālās modulācijas shēmu vai Amplitude Modulation (AM) analogās modulācijas shēmu, lai pārraidītu divus analogos ziņojumu signālus vai divas digitālās bitu plūsmas, mainot (modulējot) divu nesēju amplitūdu. Divi vienādas frekvences nesēji ir 90 ° ārpus fāzes. Šo nosacījumu sauc par kvadratūru. Pārraidītais signāls tiek ģenerēts, pievienojot divus nesējviļņus, ir noteikta amplitūda, kas izriet no abu signālu summas, un fāze, kas atkal ir atkarīga no signālu summas. Šī metode palīdz dubultot efektīvo joslas platumu. QAM tiek izmantots arī ar impulsa AM (PAM) digitālajās sistēmās, piemēram, bezvadu lietojumprogrammās.

Ja tiek pielāgota viena signāla amplitūda, tas ietekmē gan kopējā signāla fāzi, gan amplitūdu, fāzei ir tendence virzīties uz signāla amplitūdu ar lielāku amplitūdas saturu. Uztvērējā, ņemot vērā to ortogonalitāti, abus viļņus var saskaņoti atdalīt (demodulēt). Vēl viena galvenā iezīme ir tā, ka modulācija ir zemas frekvences/zemas joslas platuma viļņu forma salīdzinājumā ar nesēja frekvenci. To sauc par šaurjoslas pieņēmumu.Fāžu modulāciju (analogo PM) un fāzes nobīdes taustiņu (digitālo PSK) var uzskatīt par īpašu QAM gadījumu, kad pārraidītā signāla amplitūda ir nemainīga, bet tā fāze mainās. To var attiecināt arī uz frekvences modulāciju (FM) un frekvences maiņas taustiņu (FSK), jo tos var uzskatīt par īpašiem fāzes modulācijas gadījumiem.

Tagad, kad mēs zinām, ka ciparu ziņotāju var modulēt ar RF nesēju QPSK un BPSKKāpēc tad mēs nevarētu apvienot, lai iegūtu vairāk digitālās informācijas sinusa vilnī? Tas ir QAM, kas ir saīsinājums no QPSK & AM. Teorētiski QAM var modulēt ar mazāku fāzes nobīdi. Ir vairāk nekā divas iespējamās amplitūdas, lai aizpildītu katru sinusa vilni ar vairāk informācijas. Parasti lietojumprogramma aprobežojas ar kabeli, jo troksnis ir ievērojami samazināts. Būtībā QAM ļauj analogiem signāliem efektīvi pārraidīt digitālo informāciju. Tas arī nodrošina operatoriem iespēju pārsūtīt vairāk bitu vienā laika periodā, efektīvi palielinot joslas platumu.

Kādas ir QAM izmantošanas priekšrocības un trūkumi?

Efektīva joslas platuma izmantošana ir galvenais ieguvums no QAM modulācijas novirzēm. Tas ir saistīts ar faktu, ka QAM simbolizē lielāku bitu skaitu vienam pārvadātājam. Piemēram, 256-QAM kartē 8 bitus uz pārvadātāju un 16-QAM kartē 4 bitus uz vienu pārvadātāju. Trūkumi ir tādi, ka QAM modulācijas process ir vairāk pakļauts troksnim. Tas ir tāpēc, ka pārraides stāvokļi ir ļoti tuvu, tāpēc ir nepieciešams zemāks trokšņa līmenis lai pārvietotu signālu no viena punkta uz otru.

Kvadratūras amplitūdas modulāciju var izmantot dažādos formātos:

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

Pamatzināšanas par QAM modulatoru

QAM modulators būtībā seko idejai, ko var redzēt no QAM pamata teorijas, kur ir divi nesēja signāli un fāzes nobīde starp tiem ir 90 °. Pēc tam tās tiek modulētas ar divām datu plūsmām, ko sauc par I vai fāzes, un Q vai kvadratūras datu plūsmām. Tie tiek ģenerēti pamatjoslas apstrādes apgabalā. QAM modulators darbojas kā tulks, palīdzot digitālās paketes pārvērst analogā signālā, lai nemanāmi pārsūtītu datus.

Abi sintezētie signāli tiek saskaitīti kopā un pēc tam apstrādāti RF signālu ķēdē. Tos parasti frekvencē pārvērš vēlamajā gala frekvencē un vajadzības gadījumā pastiprina.

Ir vērts atzīmēt, ka, mainoties signāla amplitūdai, jebkuram RF pastiprinātājam jābūt lineāram, lai saglabātu signāla integritāti. Jebkura nelinearitāte mainīs signāla relatīvo līmeni un fāžu starpību, tādējādi izkropļojot signālu un radot datu kļūdu iespējamību.

QAM demodulatora pamati

QAM demodulators ir ļoti pretējs QAM modulatoram. Signāli nonāk sistēmā, tie tiek sadalīti un katra puse tiek pielietota maisītājam. Vienai pusei ir piemērots fāzes vietējais oscilators, bet otrai pusei-kvadratūras oscilatora signāls.

Pamata modulators pieņem, ka divi kvadrātu signāli precīzi paliek kvadrātā.Vēl viena prasība ir demodulācijai iegūt vietējā oscilatora signālu, kas precīzi atbilst signālam nepieciešamajai frekvencei. Jebkurš frekvences nobīde būs izmaiņas lokālā oscilatora signāla fāzē attiecībā pret divām dubultās sānu joslas slāpētajām nesēja sastāvdaļām kopējā signālā.

Sistēma ietver ķēdes nesēja atgūšanai, parasti ar fāzēm bloķētas cilpas-dažām pat ir iekšējās un ārējās cilpas. Ir svarīgi atgūt nesēja fāzi, pretējā gadījumā tiks ietekmēts datu bitu kļūdu līmenis.

Iepriekš redzamajā shēmā ir redzamas parastās IQ QAM modulatora un demodulatora shēmas, ko izmanto daudzos dažādos laukos. Šīs shēmas ir izgatavotas ne tikai no atsevišķiem komponentiem, bet biežāk tiek izmantotas integrālajās shēmās, kas var nodrošināt lielu skaitu funkciju.

Atstāj ziņu 

Message saraksts