Kvadraturamplitude-modulering kan brukes med en rekke forskjellige formater: 8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, men det er ytelsesforskjeller og avveininger

QAM, quadrature amplitude modulation gir noen betydelige fordeler for dataoverføring. Når 16QAM overganger til 64QAM, 64QAM til 256 QAM og så videre, kan høyere datahastigheter oppnås, men på bekostning av støymarginen.

Mange dataoverføringssystemer migrerer mellom de forskjellige ordrene til QAM, 16QAM, 32QAM, etc., avhengig av koblingsbetingelsene. Hvis det er god margin, kan høyere ordrer av QAM brukes til å få en raskere datahastighet, men hvis koblingen forverres, brukes lavere ordrer for å bevare støymarginen og sikre at en lav bitfeilrate er bevart.

Når QAM-rekkefølgen øker, reduseres avstanden mellom de forskjellige punktene på konstellasjonsdiagrammet, og det er større mulighet for at datafeil blir introdusert. For å bruke QAM-formatene med høy ordre, må koblingen ha en veldig god Eb / Nei, ellers vil datafeil være til stede. Når Eb / Nei forverres, må andre effektnivå økes, eller QAM-rekkefølgen reduseres hvis bitfeilen rate skal bevares.

Følgelig er det en balanse som skal gjøres mellom datahastigheten og QAM-modulasjonsrekkefølge, effekt og den akseptable bitfeilfrekvensen. Selv om det kan innføres ytterligere feilretting for å dempe eventuell forringelse i koblingskvaliteten, vil dette også redusere datagjennomstrømningen.

Bit sekvens kartlegging for en 16QAM signal

QAM-formater og applikasjoner

QAM er på mange radiokommunikasjon og dataleverings applikasjoner. Men noen spesifikke varianter av QAM brukes i noen spesielle anvendelser og standarder.

Det er en balanse mellom dataoverføring og signal / støyforhold som kreves. Når rekkefølgen på QAM-signalet økes, dvs. går fra 16QAM til 64QAM, etc. øker datagjennomstrømningen som er oppnåelig under ideelle forhold. Ulempen er imidlertid at det er nødvendig med et bedre signal / støyforhold for å oppnå dette.

For noen systemer er rekkefølgen på modulasjonsformatet fast, men i andre der det er en toveis kobling, er det mulig å tilpasse rekkefølgen på modulasjonen for å oppnå den beste gjennomstrømningen for de gitte koblingsbetingelser. Nivået på feilretting som brukes blir også endret. På denne måten kan du endre optimaliseringsrekkefølgen og feilretting, datahastigheten samtidig som den nødvendige feilfrekvensen opprettholdes.

For innenlands kringkastingsapplikasjoner, for eksempel, brukes 64 QAM og 256 QAM ofte i applikasjoner med digital kabel-tv og kabelmodem. Rekkefølgen for QAM-modulering må stilles ved senderen, fordi overføringen bare er en måte, og i tillegg til dette er det tusenvis av mottakere, noe som gjør det umulig å ha en dynamisk tilpasningsform av modulasjon.

I Storbritannia brukes for øyeblikket 16 QAM og 64 QAM til digital bakkenett ved bruk av DVB - Digital Video Broadcasting. I USA er 64 QAM og 256 QAM de obligatoriske modulasjonsplanene for digital kabel som standardisert av SCTE i standard ANSI / SCTE 07 2000.

For de mange formene for trådløs og mobil teknologi er det mulig å dynamisk endre rekkefølgen på QAM-modulering og feilretting i henhold til koblingsforholdene mellom de to endene.

Etter hvert som datahastighetene har steget og kravene til spektrumeffektivitet har økt, har også kompleksiteten til tilpasningsteknologien for koblinger økt. Datakanaler føres på det cellulære radiosignalet for å muliggjøre rask tilpasning av koblingen for å oppfylle den rådende koblingskvaliteten og sikre optimal datagjennomstrømning, balansering av senderkraft, QAM-rekkefølge, og feilkorrigering fremover, etc.

Constellation diagrammer for QAM
Konstellasjonsdiagrammene viser ulike posisjoner i statene innenfor ulike former for QAM, kvadraturamplitydemodulasjon. Ettersom rekkefølgen av modulering øker, øker antall punkt på QAM-konstellasjon diagram.

Diagrammene nedenfor viser konstellasjonen diagrammer for en rekke formater av modulering:

16QAM-stjernebildet

32QAM-stjernebildet

64QAM-stjernebildet

Det kan sees fra disse få QAM-konstellasjonsdiagrammene, at etter hvert som modulasjonsrekkefølgen øker, reduseres avstanden mellom punktene på stjernebildet. Følgelig kan små mengder støy forårsake større problemer.

Når støynivået øker på grunn av lave signalstyrker, øker området som er dekket av et punkt på stjernebildet. Hvis det blir for stort, klarer ikke mottakeren å bestemme hvilken posisjon på konstellasjonen det sendte signalet var ment å være, og dette resulterer i feil.

Det er også funnet at jo høyere modulasjonsrekkefølgen for QAM-signalet er, desto større er amplitude-variasjonen til stede på det sendte signalet. For sendere RF-forsterkere for alt fra Wi-Fi til mobil og mer, betyr det at det kreves lineære forsterkere. Siden lineære forsterkere er mindre effektive enn de som kan kjøres i metning, betyr det at teknikker som Doherty-forsterkere og konvoluttsporing kan være nødvendig.

Når amplitude-variasjonen øker, faller også effektiviteten. Dette er veldig viktig for batterieffektivitet for mobilt utstyr og effektivitet for basestasjonen.

QAM bits per symbol
Fordelen ved å anvende QAM er at det er en høyere orden form for modulering og som et resultat er det i stand til å bære flere biter av informasjon per symbol. Ved å velge en høyere orden format av QAM kan datahastigheten for en kobling økes.

Tabellen nedenfor gir en oppsummering av de bitrater av ulike former for QAM og PSK.

Bitkartlegging for et 16QAM-signal

QAM-FORMATER OG BIT-PRISER SAMMENLIGNING

MODULERING BITER PER SYMBOL SYMBOLRATE

* BPSK 1 1 x bithastighet

* QPSK 2 1/2 bithastighet

* 8PSK 3 1/3 bithastighet

* 16QAM 4 1/4 bithastighet

* 32QAM 5 1/5 bithastighet

* 64QAM 6 1/6 bithastighet

Kraftspektret og båndbreddeeffektiviteten til QAM-modulasjon er identisk med M-ary PSK-modulering, med andre ord for samme ordre faseskifttasting, effektspektrumet og båndbreddenes effektivitetsnivåer er nøyaktig de samme enten kvadraturamplitude-modulasjon eller faseskifttasting brukes .

QAM støy margin
Mens høyere ordens module priser er i stand til å tilby mye raskere datahastigheter og høyere nivåer av spektral effektivitet for radiosamband, kommer dette til en pris. De høyere ordens modulasjonsskjemaer er betydelig mindre motstandsdyktige mot støy og forstyrrelser.

Som et resultat av dette, mange radiokommunikasjonssystemer nå bruke dynamiske adaptive moduleringsteknikker. De merker de kanalbetingelser og tilpasse modulasjonsskjema for å oppnå den høyeste datahastigheten for de gitte betingelser. Som signal til støy-forhold senker feil vil øke sammen med re-sender av dataene, for derved å bremse gjennomstrømming. Ved å innta en lavere ordre modulasjonsplan lenken kan gjøres mer pålitelig med færre datafeil og re-sender.

QAM-FORMATER OG STØYPERFORMASJON
MODULERING ηB EB / NEI FOR BER = 1 IN 106
16QAM 2 10.5
64QAM 3 18.5
256QAM 4 24
1024QAM 5 28

Valg av riktig rekkefølge på QAM-modulering for enhver gitt situasjon, og har en evne til å tilpasse den dynamisk, kan gjøre det mulig å oppnå optimal gjennomstrømning for koblingsbetingelsene for det øyeblikket. Å redusere rekkefølgen på QAM-modulasjonen muliggjør lavere bittfeilhastigheter og dette reduserer mengden feilretting som kreves. På denne måten kan gjennomstrømningen maksimeres for den rådende lenkkvaliteten.

Prev:RDS Technology & Operation i detaljer

Neste:Innkjøring til kirkens preken planlagt til 17. mai

Legg igjen en beskjed

Meldingsliste

Kommentarer Loading ...