QAM-modulasie stuur twee analoog boodskapseine of twee digitale bisstrome uit deur die amplitudes van twee dragolwe te verander (moduleer) deur gebruik te maak van 'n ASK of analoog AM digitale modulasieskema.
Werkbeginsel
Twee draergolwe van dieselfde frekwensie, gewoonlik sinusoïede, is 90° uit fase met mekaar en word dus kwadratuurdraers of kwadratuurkomponente genoem – vandaar die stroombaan se naam. Die gemoduleerde golwe word opgetel en die finale golfvorm is 'n kombinasie van beide faseverskuiwingsleuteling (PSK) en amplitudeverskuiwingsleuteling (ASK), of in die analoog geval fasemodulasie (PM) en amplitudemodulasie.
Soos alle modulasieskemas, stuur QAM data deur die een of ander aspek van die dragolfsein (gewoonlik 'n sinusgolf) te verander in reaksie op die datasein. In die geval van digitale QAM word meervoudige fase- en veelvuldige amplitudemonsters gebruik. Faseskuifsleuteling (PSK) is 'n eenvoudiger vorm van QAM waarin die draeramplitude konstant is en slegs die faseverskuiwings.
In die geval van skeuringQAM transmissie, 'n dragolf is 'n versameling van twee sinusgolwe van dieselfde frekwensie, 90° in fase van mekaar (in kwadratuur). Dit word dikwels na verwys as die "I" of in-fase komponent, sowel as die "Q" of kwadratuur komponent. Elke komponentgolf is amplitude-gemoduleer, wat beteken dat die amplitude daarvan verander word om die data voor te stel wat oorgedra moet word voordat dit saam gekombineer kan word.
Aansoek
Die inskripsie-besluitgrense in die foto hierbo dui die grens van die oppervlak aan (of "besluitgrens", letterlik).
QAM (kwadratuur-amplitude-modulasie) word wyd gebruik as 'n modulasieskema vir digitale telekommunikasiestelsels soos 802.11 Wi-Fi-standaarde. Arbitrêre hoë spektrale doeltreffendheid kan met QAM bereik word deur 'n geskikte konstellasiegrootte te stel, slegs beperk deur geraasvlak en skakellineariteit.
QAM-modulasie word in optiese veselstelsels gebruik namate die bistempo toeneem. QAM16 en QAM64 kan opties nageboots word met 'n 3-kanaal interferometer.
Digitale Tegnologie
In digitale QAM bestaan elke komponentgolf uit konstante amplitudemonsters, wat elkeen 'n enkele tydinterval beslaan, en die amplitude word gekwantiseer, beperk tot een van 'n eindige aantal vlakke wat een of meer binêre syfers (bisse) van verteenwoordig 'n digitale bietjie. In analoog QAM verander die amplitude van elke komponent van 'n sinusgolf voortdurendbetyds met 'n analoog sein.
Fasemodulasie (analoog PM) en sleuteling (digitale PSK) kan beskou word as 'n spesiale geval van QAM, waar die grootte van die modulerende sein konstant is, met net die fase wat verander. Kwadratuurmodulasie kan ook uitgebrei word na frekwensiemodulasie (FM) en sleuteling (FSK), aangesien hulle as sy subspesies beskou kan word.
Soos met baie digitale modulasieskemas, is die konstellasiediagram nuttig vir QAM. In QAM word konstellasiepunte gewoonlik in 'n vierkantige rooster met gelyke vertikale en horisontale spasiëring gerangskik, hoewel ander konfigurasies (bv. Cross-QAM) moontlik is. Aangesien data gewoonlik binêr is in digitale telekommunikasie, is die aantal punte in 'n rooster gewoonlik 2 (2, 4, 8, …).
Omdat QAM gewoonlik vierkantig is, is sommige skaars - die mees algemene vorms is 16-QAM, 64-QAM en 256-QAM. Deur na 'n hoër orde konstellasie te beweeg, kan meer bisse per simbool oorgedra word. As die gemiddelde energie van die konstellasie egter dieselfde bly (deur 'n regverdige vergelyking te maak), behoort die punte nader aan mekaar te wees en dus meer vatbaar vir geraas en ander korrupsie.
Dit lei tot 'n hoër bisfoutkoers en daarom kan 'n hoër orde QAM meer data minder betroubaar verskaf as 'n laer orde QAM vir 'n konstante gemiddelde konstellasie-energie. Die gebruik van hoër orde QAM sonder om die bitfoutkoers te verhoog, vereis hoërsein-tot-geraas-verhouding (SNR) deur seinenergie te verhoog, geraas te verminder, of albei.
Tegniese hulpmiddels
As datatempo's groter as dié wat deur 8-PSK aangebied word, vereis word, is dit meer algemeen om na QAM te skuif aangesien dit groter afstand tussen aangrensende punte in die I-Q-vlak bereik, wat die punte meer eweredig versprei. 'n Kompliserende faktor is dat die punte nie meer dieselfde amplitude het nie, en dus moet die demodulator nou beide fase en amplitude korrek opspoor, eerder as net fase.
Televisie
64-QAM en 256-QAM word dikwels in digitale kabel-TV en kabelmodems gebruik. In die Verenigde State is 64-QAM en 256-QAM gemagtigde digitale kabelmodulasieskemas wat deur SCTE gestandaardiseer word in die ANSI/SCTE 07 2013-standaard. Let daarop dat baie bemarkers daarna sal verwys as QAM-64 en QAM-256. VK-modulasie QAM-64 word gebruik vir digitale terrestriële TV (Freeview) en 256-QAM word vir Freeview-HD gebruik.
Kommunikasiestelsels wat ontwerp is om baie hoë vlakke van spektrale doeltreffendheid te bereik, gebruik tipies baie digte frekwensies in hierdie reeks. Byvoorbeeld, huidige Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet-toestelle gebruik 1024-QAM- en 4096-QAM-toestelle, sowel as toekomstige toestelle wat die ITU-T G.hn-standaard gebruik om aan bestaande huisbedrading te koppel.(koaksiale kabel, telefoonlyne en kraglyne); 4096-QAM verskaf 12 bisse/simbool.
Nog 'n voorbeeld is ADSL-tegnologie vir gedraaide-paar-koper, waarvan die konstellasiegrootte 32768-QAM bereik (in ADSL-terminologie word dit bis-laai of bisse per toon genoem, 32768-QAM is gelykstaande aan 15 bisse per toon).
Ultra hoë bandwydte geslote lusstelsels gebruik ook 1024-QAM. Deur 1024-QAM, aanpasbare kodering en modulasie (ACM) en XPIC te gebruik, kan vervaardigers gigabitkapasiteit in 'n enkele 56 MHz-kanaal bereik.
In SDR-ontvanger
Dit is bekend dat die 8-QAM-sirkulêre frekwensie die optimale 8-QAM-modulasie is in die sin dat dit die laagste gemiddelde drywing benodig vir 'n gegewe minimum Euklidiese afstand. Die 16-QAM frekwensie is sub-optimaal, alhoewel 'n optimale een geskep kan word langs dieselfde lyne as 8-QAM. Hierdie frekwensies word dikwels gebruik wanneer 'n SDR-ontvanger afgestem word. Ander frekwensies kan herskep word deur soortgelyke (of soortgelyke) frekwensies te manipuleer. Hierdie eienskappe word aktief gebruik in moderne SDR-ontvangers en -sendontvangers, roeteerders, roeteerders.
