מה הוא QAM - אפנון משרעת נצב

סקירה כללית, מידע והדרכה על היסודות של מה הוא QAM, נצב Amplitude Modulation, צורה של אפנון משמשת ליישומי תקשורת רדיו.

אפנון משרעת נצב או QAM הוא סוג של אפנון המשמש באופן נרחב לויסות אותות נתונים על מוביל המשמש לתקשורת רדיו. זה נעשה שימוש נרחב משום שהיא מציעה יתרונות על פני צורות אחרות של אפנון נתונים כגון PSK, למרות צורות רבות של אפנון נתונים פועלות זה לצד זה.

האפנון משרעת נצב, QAM הוא אות שבו שני ספקים זזו בשלב על ידי 90 מעלות הם מווסתים ופלט התוצאה מורכבת משני הווריאציות משרעת ושלב. לאור העובדה ששני הווריאציות משרעת ושלב נוכחים זה יכול להיחשב גם כתערובת של משרעת אפנון ושלב.

מוטיבציה לשימוש באפנון משרעת נצב נובעת מהעובדה שאות משרעת מווסת ישר, כלומר פס צד כפול גם עם מנשא מודחק תופס פעמיים את רוחב הפס של אות הוויסות. זה בזבזני מאוד של ספקטרום התדרים הזמינים. QAM משחזר את האיזון על ידי הצבת שני אותות מוביל עצמאיים כפולים פס צד מדוכא באותו הספקטרום כאות מוביל חנוק אחד רגילה פס צד כפול.

אנלוגי ודיגיטלי QAM

אפנון משרעת נצב, QAM עשוי להתקיים במה שניתן לכנות או אנלוגי או פורמטים דיגיטליים. הגרסאות אנלוגיות של QAM משמשות בדרך כלל כדי לאפשר אותות אנלוגיים מרובים להתבצע בספק יחיד. לדוגמא הוא משמש במערכות PAL והטלוויזיה NTSC, שבו הערוצים השונים הניתנים על ידי QAM יאפשר לה לשאת את הרכיבים של מידע Chroma או צבע. ביישומי רדיו במערכת המכונות C-quam משמשת לרדיו סטריאו AM. הנה הערוצים השונים יאפשר לשני ערוצים הנדרשים לסטריאו להתבצע על המוביל היחיד.

פורמטים דיגיטליים של QAM לעתים קרובות מכונים "הכומתה QAM" והם נמצאים בשימוש יותר ויותר לתקשורת נתונים לעתים קרובות בתוך מערכות תקשורת רדיו. מערכות תקשורת רדיו החל מטכנולוגיה סלולרית, כמו במקרה של LTE באמצעות מערכות אלחוטיות כולל WiMAX, ואינטרנט אלחוטי 802.11 להשתמש במגוון של צורות QAM, והשימוש בQAM יגדל רק בתחום של תקשורת רדיו.

יסודות QAM דיגיטלי / כומתה

האפנון משרעת נצב, QAM, כאשר משתמשים בו להעברת נתונים דיגיטליות עבור יישומי תקשורת רדיו הוא מסוגל לשאת קצבי נתונים גבוהים יותר מתוכניות משרעת מווסת רגילות ותוכניות שלב מווסתת. כמו במפתוח פאזה, וכו ', את מספר נקודות שבאות יכולה לנוח, כלומר את מספר נקודות על קבוצת הכוכבים מצויינים בתיאור פורמט האפנון, למשל 16QAM משתמש קונסטלציה נקודת 16.

בעת השימוש בQAM, נקודות קבוצת הכוכבים בדרך כלל מסודרות ברשת רבועה עם מרווח אנכי ואופקי שווה וכתוצאה מכך הצורות הנפוצות ביותר של QAM להשתמש קבוצת כוכבים עם מספר הנקודות שווה לכוחו של 2 כלומר 4, 16, 64 . . . .

על ידי שימוש בפורמטי אפנון מסדר גבוה יותר, כלומר יותר נקודות על קבוצת הכוכבים, אפשר להעביר יותר ביטים לסמל. עם זאת נקודות קרובות יותר ולכן הם רגישים יותר לטעויות רעש ונתונים.

בדרך כלל קבוצת כוכבים QAM הוא מרובעת ולכן הצורות הנפוצות ביותר של QAM 16QAM, 64QAM ו256QAM.

היתרון של מעבר לפורמטי סדר גבוהים יותר הם שיש יותר נקודות בתוך קבוצת הכוכבים ולכן ניתן להעביר יותר ביטים לסמל. החסרון הוא שנקודות קבוצת הכוכבים הן קרובות יותר ולכן הקישור הוא רגיש יותר לרעש. כתוצאה מכך, גרסאות גבוהות יותר סדר QAM משמשות רק כאשר יש אות גבוהה מספיק יחס רעש.

כדי לספק דוגמא של איך QAM פועל, תרשים קבוצת הכוכבים שלהלן מציג את הערכים הקשורים למדינות השונות לאות 16QAM. מכאן ניתן לראות כי זרם קצת רציף יכול להיות מקובצי ארבעה ומיוצג כרצף.

 

מיפוי רצף קצת לאות 16QAM

בדרך כלל QAM כדי הנמוך ביותר נתקל הוא 16QAM. הסיבה לכך היה כדי הנמוך ביותר בדרך כלל נתקל היא ש2QAM זהה מפתוח שלב המשמרת בינארי, BPSK, ו4QAM זהה מפתוח שלב משמרת נצב, QPSK.

בנוסף 8QAM אינו בשימוש נרחב. סיבה לכך הוא ביצועי שגיאה-שיעור 8QAM הוא כמעט זהים לזה של 16QAM - זה רק על 0.5 dB טוב יותר וקצב הנתונים הוא רק שלושה רבעים של 16QAM. זה נובע מלבני, ולא בצורת ריבוע של קבוצת הכוכבים.

יתרונות וחסרונות QAM

למרות QAM מופיע כדי להגביר את היעילות של העברת למערכות תקשורת רדיו על ידי ניצול שני הווריאציות משרעת ושלב, יש לו מספר החסרונות. הראשון הוא שזה רגיש יותר לרעש כי המדינות קרובות יותר יחד, כך שיש צורך ברמה נמוכה יותר של רעש כדי להעביר את האות לנקודת החלטה אחרת. מקלטים לשימוש עם שלב או אפנון תדר שניהם יוכלו להשתמש בהגבלת מגברים שמסוגלים להסיר כל רעש משרעת ובכך לשפר את הסתמכות הרעש. זה לא המקרה עם QAM.

המגבלה השנייה קשורה גם רכיב המשרעת של האות. כאשר אות שלב או תדר מוגבר במשדר רדיו, אין צורך להשתמש במגברים ליניארי, ואילו בעת השימוש QAM המכיל רכיב משרעת, יש לשמור על ליניאריות. למרבה הצער המגברים ליניארי פחות יעילים וצורכים יותר כוח, וזה הופך אותם לפחות אטרקטיבי עבור יישומים ניידים.

QAM לעומת פורמטי אפנון אחרים

כמו שיש יתרונות וחסרונות של שימוש בQAM יש צורך להשוות QAM עם מצבים אחרים לפני קבלת החלטה על המצב האופטימלי. מערכות תקשורת רדיו מסוימות באופן דינמי לשנות את ערכת האפנון תלויה בתנאי הקישור ודרישות - רמת אות, רעש, קצב הנתונים הנדרשים, וכו '

הטבלה שלהלן משווה צורות שונות של אפנון:

סיכום של סוגי אפנון עם יכולות נתונים
ביטולי אפנון לכל סמל מורכבות שוליים
OOK 1 1/2 0.5 נמוך
BPSK 1 1 1 בינוני
QPSK 2 1 / √2 0.71 בינוני
16 QAM 4 √2 / 6 0.23 גבוה

64QAM 6 √2 / 14 0.1 גבוה

בדרך כלל הוא מצא כי אם שיעורי הנתונים לעיל אלה שיכולים להיות מושגים באמצעות 8-PSK נדרשים, זה יותר רגיל להשתמש אפנון משרעת נצב. זאת, משום שיש לו מרחק גדול יותר בין נקודות סמוכות באני - מטוס Q וזה משפר את החסינות לרעש שלו. כתוצאה מכך הוא יכול להשיג את אותו קצב הנתונים ברמת אות נמוכה.

עם זאת נקודות כבר לא אותו משרעת. משמעות הדבר היא כי האפנון חייב לזהות שני שלב ומשרעת. גם העובדה שהמשרעת משתנה אומרת שsi מגבר ליניארי הנדרש כדי להגביר את האות.

השאר הודעה 

רשימת הודעות