QAM-modulering sänder två analoga meddelandesignaler eller två digitala bitströmmar genom att variera (modulera) amplituderna för två bärvågor med hjälp av ett ASK eller analogt AM digit alt moduleringsschema.
Arbetsprincip
Två bärvågor av samma frekvens, vanligtvis sinusformade, är ur fas med varandra med 90° och kallas alltså kvadraturbärare eller kvadraturkomponenter – därav kretsens namn. De modulerade vågorna summeras och den slutliga vågformen är en kombination av både phase shift keying (PSK) och amplitud shift keying (ASK), eller i det analoga fallet fasmodulering (PM) och amplitudmodulering.
Som alla moduleringsscheman sänder QAM data genom att ändra någon aspekt av bärvågssignalen (vanligtvis en sinusvåg) som svar på datasignalen. I fallet med digital QAM används sampel med flera faser och multipla amplituder. Phase shift keying (PSK) är en enklare form av QAM där bärvågsamplituden är konstant och endast fasskiftningarna.
Vid skevhetQAM-överföring, en bärvåg är en samling av två sinusvågor med samma frekvens, 90° i fas från varandra (i kvadratur). Dessa hänvisas ofta till som "I" eller i-fas-komponenten, såväl som "Q" eller kvadraturkomponenten. Varje komponentvåg är amplitudmodulerad, vilket innebär att dess amplitud ändras för att representera den data som måste överföras innan den kan kombineras.
Application
Inskriptionsbeslutsgränserna på bilden ovan anger ytans gräns (eller "beslutsgräns", bokstavligen).
QAM (kvadraturamplitudmodulering) används ofta som ett moduleringsschema för digitala telekommunikationssystem som 802.11 Wi-Fi-standarder. Godtycklig hög spektral effektivitet kan uppnås med QAM genom att ställa in en lämplig konstellationsstorlek, begränsad endast av brusnivå och länklinjäritet.
QAM-modulering används i optiska fibersystem när bithastigheten ökar. QAM16 och QAM64 kan emuleras optiskt med en 3-kanals interferometer.
Digital Technology
I digital QAM består varje komponentvåg av sampel med konstant amplitud, som var och en upptar ett enda tidsintervall, och amplituden kvantiseras, begränsad till en av ett ändligt antal nivåer som representerar en eller flera binära siffror (bitar) av en digital bit. I analog QAM ändras amplituden för varje komponent i en sinusvåg kontinuerligti takt med en analog signal.
Fasmodulering (analog PM) och nyckling (digital PSK) kan betraktas som ett specialfall av QAM, där storleken på den modulerande signalen är konstant, med endast fasen som ändras. Kvadraturmodulering kan också utökas till frekvensmodulering (FM) och nyckling (FSK), eftersom de kan betraktas som dess underarter.
Som med många digitala moduleringsscheman är konstellationsdiagrammet användbart för QAM. I QAM är konstellationspunkter vanligtvis arrangerade i ett kvadratiskt rutnät med lika vertik alt och horisontellt avstånd, även om andra konfigurationer (t.ex. Cross-QAM) är möjliga. Eftersom data vanligtvis är binär i digital telekommunikation är antalet punkter i ett rutnät vanligtvis 2 (2, 4, 8, …).
Eftersom QAM vanligtvis är fyrkantig är vissa sällsynta - de vanligaste formerna är 16-QAM, 64-QAM och 256-QAM. Genom att flytta till en konstellation av högre ordning kan fler bitar per symbol sändas. Men om medelenergin för konstellationen förblir densamma (genom att göra en rättvis jämförelse), bör punkterna ligga närmare varandra och därför mer mottagliga för brus och annan korruption.
Detta resulterar i en högre bitfelsfrekvens och därför kan en högre ordnings QAM ge mer data mindre tillförlitligt än en lägre ordnings QAM för en konstant genomsnittlig konstellationsenergi. Användningen av högre ordningens QAM utan att öka bitfelsfrekvensen kräver högresignal-brusförhållande (SNR) genom att öka signalenergin, minska bruset eller bådadera.
Tekniska hjälpmedel
Om datahastigheter som överstiger de som erbjuds av 8-PSK krävs, är det vanligare att flytta till QAM eftersom det uppnår större avstånd mellan intilliggande punkter i I-Q-planet, vilket fördelar punkterna jämnare. En komplicerande faktor är att punkterna inte längre har samma amplitud, och därför måste demodulatorn nu korrekt detektera både fas och amplitud, snarare än bara fas.
Television
64-QAM och 256-QAM används ofta i digital kabel-TV och kabelmodem. I USA är 64-QAM och 256-QAM auktoriserade digitala kabelmoduleringsscheman som är standardiserade av SCTE i standarden ANSI/SCTE 07 2013. Observera att många marknadsförare kommer att hänvisa till dem som QAM-64 och QAM-256. UK modulering QAM-64 används för digital marksänd TV (Freeview) och 256-QAM används för Freeview-HD.
Kommunikationssystem utformade för att uppnå mycket höga nivåer av spektral effektivitet använder vanligtvis mycket täta frekvenser i denna serie. Till exempel använder nuvarande Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet-enheter 1024-QAM- och 4096-QAM-enheter, såväl som framtida enheter som använder ITU-T G.hn-standarden för att ansluta till befintliga hemledningar.(koaxialkabel, telefonledningar och kraftledningar); 4096-QAM ger 12 bitar/symbol.
Ett annat exempel är ADSL-teknik för tvinnad koppar, vars konstellationsstorlek når 32768-QAM (i ADSL-terminologi kallas detta bitladdning eller bitar per ton, 32768-QAM motsvarar 15 bitar per ton).
Slutna system med ultrahög bandbredd använder också 1024-QAM. Genom att använda 1024-QAM, adaptiv kodning och modulering (ACM) och XPIC kan tillverkare uppnå gigabitkapacitet i en enda 56 MHz-kanal.
I SDR-mottagare
Det är känt att den cirkulära 8-QAM-frekvensen är den optimala 8-QAM-modulationen i betydelsen att den behöver den lägsta medeleffekten för ett givet minsta euklidiskt avstånd. 16-QAM-frekvensen är suboptimal, även om en optimal kan skapas på samma sätt som 8-QAM. Dessa frekvenser används ofta vid inställning av en SDR-mottagare. Andra frekvenser kan återskapas genom att manipulera liknande (eller liknande) frekvenser. Dessa egenskaper används aktivt i moderna SDR-mottagare och transceivrar, routrar, routrar.
