QAM modulacija prenosi dva analogna signala poruke ili dva digitalna toka bitova variranjem (modulacijom) amplituda dva noseća talasa koristeći ASK ili analognu AM digitalnu modulacionu šemu.
Princip rada
Dva noseća talasa iste frekvencije, obično sinusoidi, nisu u fazi jedan s drugim za 90° i stoga se nazivaju kvadraturni nosioci ili kvadraturne komponente - otuda i naziv kola. Modulirani valovi se zbrajaju i konačni valni oblik je kombinacija faznog pomaka (PSK) i amplitudnog pomaka (ASK), ili u analognom slučaju fazne modulacije (PM) i amplitudne modulacije.
Kao i sve modulacijske šeme, QAM prenosi podatke promjenom nekog aspekta signala nosećeg talasa (obično sinusnog) kao odgovor na signal podataka. U slučaju digitalnog QAM-a, koriste se uzorci višestruke faze i višestruke amplitude. Phase shift keying (PSK) je jednostavniji oblik QAM-a u kojem je amplituda nosioca konstantna i samo se fazni pomaci.
U slučaju deformacijeQAM prijenos, noseći val je skup dva sinusna talasa iste frekvencije, 90° u fazi jedan od drugog (u kvadraturi). One se često nazivaju "I" ili komponenta u fazi, kao i "Q" ili kvadraturna komponenta. Svaki komponentni talas je moduliran amplitudom, što znači da se njegova amplituda mijenja kako bi predstavljala podatke koji se moraju prenijeti prije nego što se mogu kombinovati zajedno.
Prijava
Natpis granice odluke na gornjoj fotografiji označava granicu površine (ili "granicu odluke", doslovno).
QAM (kvadraturna amplitudna modulacija) se široko koristi kao modulaciona šema za digitalne telekomunikacione sisteme kao što su 802.11 Wi-Fi standardi. Proizvoljna visoka spektralna efikasnost se može postići sa QAM-om postavljanjem odgovarajuće veličine konstelacije, ograničene samo nivoom buke i linearnošću veze.
QAM modulacija se koristi u sistemima optičkih vlakana kako se brzina bitova povećava. QAM16 i QAM64 se mogu optički emulirati sa 3-kanalnim interferometrom.
Digitalna tehnologija
U digitalnom QAM-u, svaki komponentni talas se sastoji od uzoraka konstantne amplitude, od kojih svaki zauzima jedan vremenski interval, a amplituda je kvantizovana, ograničena na jedan od konačnog broja nivoa koji predstavljaju jednu ili više binarnih cifara (bitova) digitalni bit. U analognom QAM-u, amplituda svake komponente sinusnog vala se kontinuirano mijenjau vremenu sa analognim signalom.
Fazna modulacija (analogni PM) i keying (digitalni PSK) mogu se smatrati posebnim slučajem QAM-a, gdje je veličina modulirajućeg signala konstantna, samo sa promjenom faze. Kvadraturna modulacija se također može proširiti na frekvencijsku modulaciju (FM) i keying (FSK), budući da se mogu smatrati njenom podvrstom.
Kao i kod mnogih digitalnih modulacionih šema, konstelacioni dijagram je koristan za QAM. U QAM-u, konstelacijske tačke su obično raspoređene u kvadratnoj mreži sa jednakim vertikalnim i horizontalnim razmakom, iako su moguće i druge konfiguracije (npr. Cross-QAM). Pošto su podaci obično binarni u digitalnim telekomunikacijama, broj tačaka u mreži je obično 2 (2, 4, 8, …).
Zato što je QAM obično kvadrat, neki su rijetki - najčešći oblici su 16-QAM, 64-QAM i 256-QAM. Prelaskom u konstelaciju višeg reda, može se prenijeti više bitova po simbolu. Međutim, ako prosječna energija sazviježđa ostane ista (praveći pošteno poređenje), tačke bi trebale biti bliže jedna drugoj i stoga podložnije buci i drugim oštećenjima.
Ovo rezultira višom stopom greške u bitu i stoga QAM višeg reda može pružiti više podataka manje pouzdano od QAM nižeg reda za konstantnu prosječnu energiju konstelacije. Upotreba QAM-a višeg reda bez povećanja stope bitnih grešaka zahtijeva višeomjer signal-šum (SNR) povećanjem energije signala, smanjenjem šuma ili oboje.
Tehnička pomagala
Ako su potrebne brzine prenosa podataka koje su veće od onih koje nudi 8-PSK, češće se prelazi na QAM jer se postiže veća udaljenost između susjednih tačaka u ravni I-Q, raspodjeljujući tačke ravnomjernije. Komplikujući faktor je to što tačke više nemaju istu amplitudu, tako da demodulator sada mora ispravno detektovati i fazu i amplitudu, a ne samo fazu.
Televizija
64-QAM i 256-QAM se često koriste u digitalnoj kablovskoj televiziji i kablovskim modemima. U Sjedinjenim Državama, 64-QAM i 256-QAM su ovlaštene šeme modulacije digitalnog kabla koje je standardizirao SCTE u standardu ANSI/SCTE 07 2013. Imajte na umu da će ih mnogi trgovci nazivati QAM-64 i QAM-256. UK modulacija QAM-64 se koristi za digitalnu zemaljsku TV (Freeview), a 256-QAM se koristi za Freeview-HD.
Komunikacioni sistemi dizajnirani da postignu veoma visoke nivoe spektralne efikasnosti obično koriste veoma guste frekvencije u ovoj seriji. Na primjer, trenutni Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet uređaji koriste 1024-QAM i 4096-QAM uređaje, kao i buduće uređaje koji koriste ITU-T G.hn standard za povezivanje na postojeće kućno ožičenje.(koaksijalni kabl, telefonske linije i dalekovodi); 4096-QAM pruža 12 bita/simbol.
Još jedan primjer je ADSL tehnologija za bakrene upredene parice, čija veličina konstelacije dostiže 32768-QAM (u ADSL terminologiji to se naziva učitavanje bitova ili bitova po tonu, 32768-QAM je ekvivalentno 15 bita po tonu).
Sistemi zatvorene petlje ultra visokog propusnog opsega takođe koriste 1024-QAM. Koristeći 1024-QAM, adaptivno kodiranje i modulaciju (ACM) i XPIC, proizvođači mogu postići gigabitni kapacitet u jednom kanalu od 56 MHz.
U SDR prijemniku
Poznato je da je 8-QAM kružna frekvencija optimalna 8-QAM modulacija u smislu potrebe za najnižom prosječnom snagom za datu minimalnu euklidsku udaljenost. 16-QAM frekvencija je suboptimalna, iako se optimalna može kreirati na istoj liniji kao i 8-QAM. Ove frekvencije se često koriste prilikom podešavanja SDR prijemnika. Druge frekvencije se mogu ponovo kreirati manipuliranjem sličnim (ili sličnim) frekvencijama. Ove kvalitete se aktivno koriste u modernim SDR prijemnicima i primopredajnicima, ruterima, ruterima.
