Квадратурная модуляция (QAM)
Для увеличения скорости передачи данных используют так называемую квадратурную амплитудную модуляцию QAM, которая
является амплитудно-фазовым видом модуляции. QAM применяется в кабельных модемах, в стандарте цифрового телевидения
DVB-C, а также, в цифровом радиовещании СВЧ диапазона.
С точки зрения скорости передачи этот вид модуляции намного более эффективен по сравнению с двоичной (BPSK), четырехпозиционной
(QPSK) или восьмипозиционной (8-PSK) фазовой модуляцией. Следует сразу оговориться, что QPSK и 4-QAM на самом деле один
и тот же вид модуляции.
В 16-позиционной QAM (16-QAM) существует по четыре сигнальных значения для каждой из квадратурных компонент I и Q.
Этим достигаются шестнадцать значений суммарного сигнала.
Зная, что 16 = 24, получаем, что в 16-QAM одним символом могут быть переданы четыре бита. Это
означает, что символьная скорость в таком виде модуляции получается в четыре раза меньше битовой, т. е. равна 1/4 от битовой
скорости. Таким образом, данный тип модуляции позволяет организовать спектрально более эффективную передачу данных. Векторная
диаграмма сигнала 16-QAM приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Векторная диаграмма сигнала 16-QAM
Точно так же, как и в других системах модуляции в 16-QAM применяется кодирование Грея. Соответствие сигнальных созвездий,
кода Грея и цифровых значений сигналов I и Q для 16-QAM, приведено на рисунке 2.
Рисунок 2. Соответствие сигнальных созвездий, кода Грея и цифровых значений сигналов I и Q для 16-QAM
Глазковая диаграмма сигналов I и Q для 16-позиционной квадратурной модуляции 16 QAM приведена на рисунке 3.
Рисунок 3. Глазковая диаграмма сигналов I и Q 16-позиционной квадратурной модуляции 16 QAM
В 16-ти позиционной QAM (16-QAM) существует по четыре сигнальных значения для каждой из квадратурных компонент I
и Q. Этим достигаются 16 значений суммарного сигнала.
Для иллюстрации, на рисунке 4 приведена фотография экрана измерительного прибора — векторного анализатора.
На этом рисунке видны векторная, глазковая диаграмма и основные характеристики сигнала 16-QAM на частоте 450 МГц.
Рисунок 4. Экран векторного анализатора, на котором видны векторная, глазковая диаграмма и основные характеристики
сигнала 16-QAM на частоте 450 МГц
Еще одна разновидность QAM — это 32-QAM. Ее характеристики таковы: по шесть сигнальных значений для I и для Q,
что в итоге дает 6 × 6 = 36 точек созвездия для суммарного сигнала. Сигнальное созвездие сигнала 32-QAM
приведено на рисунке 5.
Рисунок 5. Сигнальное созвездие сигнала 32-QAM
Этот тип модуляции наделен особенностью. В итоге, количество значений 36 не соответствует исходным данным, т.к. слишком
велико, (36 > 32). Поэтому, четыре "угловых" сигнальных значения, (на которые приходится большинство мощности
передатчика), опущены. Этим уменьшается значение выходной мощности, которую должен генерировать передатчик. Исходя из того,
что 32 = 25, получаем битовую скорость, равную 5 бит/с и символьную скорость, равную 1/5.
Особенность сигналов QAM — это возможность увеличивать количество сигнальных точек в обмен на помехоустойчивость. В
результате в одной и той же полосе сигналов есть возможность увеличивать скорость передачи цифровой информации. Ограничение
на увеличение пропускной способности канала накладывает только сложность реализации аппаратуры телекоммуникационных устройств
Дата последнего обновления файла
31.01.2020
Понравился материал? Поделись с друзьями!
Литература:
- Steve C. Cripps RF Power Amplifiers for Wireless Communications — ARTECH HOUSE, INC., 2006
- Marian K. Kazimierczuk RF Power Amplifiers — John Wiley & Sons, Ltd 2008
- Радиопередающие устройства: учебник для ВУЗов; под ред. В. В. Шахгильдяна. — 3-е изд., перераб. и
доп. — М.: Радио и связь, 2003.
Вместе со статьей "Квадратурная модуляция (QAM)" читают:
Четырехпозиционная фазовая модуляция (QPSK)
https://digteh.ru/UGFSvSPS/modul/QPSK/
Двухпозиционная фазовая модуляция (BPSK)
https://digteh.ru/UGFSvSPS/modul/BPSK/
Гауссовская модуляция (GMSK)
https://digteh.ru/UGFSvSPS/modul/GMSK/
Быстрая частотная модуляция (FFSK)
https://digteh.ru/UGFSvSPS/modul/FFSK/
MSK-модуляция частотная с минимальным сдвигом по частоте
https://digteh.ru/UGFSvSPS/modul/MSK/
Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2024