Квадратурная амплитудная модуляция может использоваться с различными форматами: 8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, но есть различия в производительности и компромиссы

QAM, квадратурная амплитудная модуляция обеспечивает некоторые существенные преимущества для передачи данных. При переходе 16QAM в 64QAM, 64QAM в 256 QAM и т. Д. Могут быть достигнуты более высокие скорости передачи данных, но за счет запаса по шуму.

Многие системы передачи данных мигрируют между различными порядками QAM, 16QAM, 32QAM и т. Д., В зависимости от условий линии. Если есть хороший запас, более высокие порядки QAM могут использоваться для увеличения скорости передачи данных, но если связь ухудшается, используются более низкие порядки, чтобы сохранить запас шума и обеспечить сохранение низкого уровня ошибок по битам.

По мере увеличения порядка QAM расстояние между различными точками на диаграмме созвездия уменьшается, и существует более высокая вероятность появления ошибок данных. Чтобы использовать форматы QAM высокого порядка, ссылка должна иметь очень хороший Eb / No, иначе будут присутствовать ошибки данных. Когда Eb / No ухудшается, тогда другой уровень мощности должен быть увеличен, или порядок QAM должен быть уменьшен, если битовая ошибка Скорость должна быть сохранена.

Соответственно, необходимо установить баланс между скоростью передачи данных и порядком модуляции QAM, мощностью и приемлемой частотой ошибок по битам. Хотя может быть введено дополнительное исправление ошибок, чтобы уменьшить любое ухудшение качества линии, это также уменьшит пропускную способность данных.

Отображение последовательности битов для сигнала 16QAM

Форматы и приложения QAM

КАМ во многих радиосвязи и приложений доставки данных. Однако некоторые конкретные варианты QAM используются в некоторых конкретных приложений и стандартов.

Существует баланс между пропускной способностью данных и требуемым отношением сигнал / шум. По мере увеличения порядка сигнала QAM, то есть с 16QAM до 64QAM и т. Д., Пропускная способность, достижимая в идеальных условиях, увеличивается. Однако недостатком является то, что для достижения этого требуется лучшее соотношение сигнал / шум.

В некоторых системах порядок формата модуляции является фиксированным, но в других, где есть двухсторонняя линия связи, можно адаптировать порядок модуляции для получения наилучшей пропускной способности для заданных условий линии связи. Используемый уровень исправления ошибок также изменяется. Таким образом, изменяя порядок модуляции и исправление ошибок, можно оптимизировать скорость передачи данных при сохранении требуемой частоты ошибок.

Например, для внутренних вещательных приложений 64 QAM и 256 QAM часто используются в приложениях цифрового кабельного телевидения и кабельного модема. Порядок модуляции QAM должен быть установлен на передатчике, потому что передача является только одним способом, и в дополнение к этому, есть тысячи приемников, что делает невозможным использование динамически адаптивной формы модуляции.

В Великобритании 16 QAM и 64 QAM в настоящее время используются для цифрового наземного телевидения с использованием цифрового телевидения DVB. В США 64 QAM и 256 QAM являются обязательными схемами модуляции для цифрового кабеля, которые стандартизированы SCTE в стандарте ANSI / SCTE 07 2000.

Для многих видов беспроводной и сотовой технологии возможно динамически изменять порядок модуляции QAM и коррекции ошибок в соответствии с условиями линии связи между двумя концами.

С ростом скорости передачи данных и повышением требований к эффективности использования спектра растет и сложность технологии адаптации линии. Каналы данных передаются по сотовому радиосигналу, чтобы обеспечить быструю адаптацию линии связи для соответствия преобладающему качеству линии и обеспечения оптимальной пропускной способности данных, балансировки мощности передатчика, порядка QAM и прямого исправления ошибок и т. Д.

Созвездие диаграммы для QAM
Созвездия диаграммы показывают различные позиции для государств в различных формах QAM, квадратурной амплитудной модуляции. В порядке увеличения модуляции, так что делает число точек на диаграмме QAM созвездия.

На приведенных ниже схемах показаны созвездия диаграмм для различных форматов модуляции:

16QAM созвездие

32QAM созвездие

64QAM созвездие

Из этих нескольких диаграмм созвездия QAM видно, что с увеличением порядка модуляции расстояние между точками в созвездии уменьшается. Соответственно небольшое количество шума может вызвать большие проблемы.

По мере того, как уровень шума увеличивается из-за низкого уровня сигнала, площадь, охватываемая точкой в созвездии, увеличивается. Если оно становится слишком большим, то приемник не может определить, какое положение в созвездии должно было быть передано, и это приводит к ошибкам.

Также обнаружено, что чем выше порядок модуляции для сигнала QAM, тем больше величина изменения амплитуды в передаваемом сигнале. Для радиочастотных усилителей передатчика для всего, от Wi-Fi до сотовой связи и т. Д., Это означает, что требуются линейные усилители. Поскольку линейные усилители менее эффективны, чем те, которые могут работать при насыщении, это означает, что могут потребоваться такие методы, как усилители Доэрти и отслеживание огибающей.

Кроме того, по мере увеличения амплитуды уровень эффективности падает. Это очень важно для эффективности использования батареи мобильного оборудования и эффективности питания базовой станции.

QAM бит на символ
Преимущество использования QAM является то, что она является более высокой формой порядка модуляции, и в результате он может нести больше битов информации на символ. При выборе более высокого порядка формат КАМ, скорость передачи данных связь может быть увеличена.

Приведенная ниже таблица дает сводку битовых скоростей различных форм QAM и ФМн.

Битовое отображение для сигнала 16QAM

СРАВНЕНИЕ ФОРМАТОВ QAM И БИТНЫХ ЦЕН

МОДУЛЯЦИИ БИТЫ НА СИМВОЛ СИМВОЛ СКОРОСТЬ

* BPSK 1 1 х битрейт

* QPSK 2 1/2 битрейт

* 8PSK 3 1/3 битрейт

* 16QAM 4 1/4 битрейт

* 32QAM 5 1/5 битрейт

* 64QAM 6 1/6 битрейт

Спектр мощности и эффективность полосы пропускания модуляции QAM идентичны M-ой PSK-модуляции, иными словами, для фазовой манипуляции того же порядка уровни эффективности спектра и полосы пропускания одинаковы независимо от того, используется ли квадратурная амплитудная модуляция или фазовая манипуляция ,

запас помехоустойчивости QAM
Хотя уровень модуляции более высокого порядка могут предложить гораздо более высокие скорости передачи данных и более высокие уровни спектральной эффективности для системы радиосвязи, это происходит по цене. Схемы модуляции более высокого порядка значительно менее устойчивы к шумам и помехам.

В результате этого, многие системы радиосвязи в настоящее время используют динамические адаптивные методы модуляции. Они чувствуют условия канала и адаптировать схему модуляции, чтобы получить самую высокую скорость передачи данных для заданных условий. В качестве сигнала к шуму уменьшить ошибки будут вместе увеличиваться с повторно посылает данные, таким образом, замедляя пропускную способность. Вернувшись к более низкой схемы модуляции порядка связь можно сделать более надежным с меньшим количеством ошибок данных и повторно отправляет.

ФОРМАТЫ QAM И ШУМОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
МОДУЛЯЦИИ ηВ EB / NO FOR BER = 1 В 106
16QAM 2 10.5
64QAM 3 18.5
256QAM 4 24
1024QAM 5 28

Выбор правильного порядка модуляции QAM для любой конкретной ситуации и способность динамически адаптировать ее могут позволить получить оптимальную пропускную способность для условий линии на данный момент. Уменьшение порядка модуляции QAM позволяет достигать более низких частот ошибок по битам, и это уменьшает количество требуемой коррекции ошибок. Таким образом, пропускная способность может быть максимизирована для преобладающего качества связи.

Предыдущая:RDS Technology & Operation в деталях

Далее:Въездная церковная проповедь намечена на 17 мая

Оставить сообщение

Список сообщений

Комментарии Загрузка ...