QAM модулацията предава два аналогови сигнала за съобщения или два цифрови битови потока, като променя (модулира) амплитудите на две носещи вълни, използвайки ASK или аналогова AM цифрова модулационна схема.
Принцип на работа
Две носещи вълни с една и съща честота, обикновено синусоиди, са извън фаза една спрямо друга с 90° и по този начин се наричат квадратурни носители или квадратурни компоненти - оттук и името на веригата. Модулираните вълни се сумират и крайната форма на вълната е комбинация от фазова манипулация (PSK) и амплитудна манипулация (ASK), или в аналогов случай фазова модулация (PM) и амплитудна модулация.
Както всички модулационни схеми, QAM предава данни чрез промяна на някои аспекти на сигнала на носещата вълна (обикновено синусоида) в отговор на сигнала за данни. В случай на цифров QAM се използват множество фазови и многоамплитудни проби. Phase shift keying (PSK) е по-проста форма на QAM, при която амплитудата на носещата е постоянна и само фазовите измествания.
В случай на деформацияQAM предаване, носещата вълна е съвкупност от две синусоиди с една и съща честота, 90° във фаза една спрямо друга (в квадратура). Те често се наричат "I" или синфазен компонент, както и "Q" или квадратурен компонент. Всяка компонентна вълна е амплитудно модулирана, което означава, че нейната амплитуда се променя, за да представлява данните, които трябва да бъдат прехвърлени, преди да могат да бъдат комбинирани заедно.
Заявление
Границите за решение на надписа на снимката по-горе указва границата на повърхността (или "граница на решението", буквално).
QAM (квадратурна амплитудна модулация) се използва широко като схема за модулация за цифрови телекомуникационни системи като 802.11 Wi-Fi стандарти. Произволно висока спектрална ефективност може да се постигне с QAM чрез задаване на подходящ размер на съзвездието, ограничен само от нивото на шума и линейността на връзката.
QAM модулацията се използва в системи с оптични влакна с увеличаване на скоростта на предаване. QAM16 и QAM64 могат да бъдат оптически емулирани с 3-канален интерферометър.
Цифрови технологии
В цифров QAM всяка компонентна вълна се състои от извадки с постоянна амплитуда, всяка от които заема единичен интервал от време, а амплитудата е квантована, ограничена до едно от краен брой нива, представляващи една или повече двоични цифри (битове) от цифров бит. В аналоговия QAM амплитудата на всеки компонент на синусоида се променя непрекъснатовъв времето с аналогов сигнал.
Фазова модулация (аналогов PM) и манипулиране (цифров PSK) могат да се разглеждат като специален случай на QAM, където големината на модулиращия сигнал е постоянна, като само фазата се променя. Квадратурната модулация може също да бъде разширена до честотна модулация (FM) и манипулация (FSK), тъй като те могат да се разглеждат като негов подвид.
Както при много схеми за цифрова модулация, диаграмата на съзвездието е полезна за QAM. В QAM точките на съзвездията обикновено са подредени в квадратна мрежа с еднакво вертикално и хоризонтално разстояние, въпреки че са възможни и други конфигурации (напр. Cross-QAM). Тъй като данните обикновено са двоични в цифровите телекомуникации, броят на точките в мрежата обикновено е 2 (2, 4, 8, …).
Тъй като QAM обикновено е квадратен, някои са редки - най-често срещаните форми са 16-QAM, 64-QAM и 256-QAM. Чрез преминаване към съзвездие от по-висок порядък, повече битове на символ могат да бъдат предадени. Въпреки това, ако средната енергия на съзвездието остане същата (като се направи справедливо сравнение), точките трябва да са по-близо една до друга и следователно по-податливи на шум и други повреди.
Това води до по-висок процент на грешки в битовете и следователно QAM от по-висок порядък може да предостави повече данни по-малко надеждно от QAM от по-нисък порядък за постоянна средна енергия на съзвездието. Използването на QAM от по-висок порядък без увеличаване на процента на битови грешки изисква по-високсъотношение сигнал/шум (SNR) чрез увеличаване на енергията на сигнала, намаляване на шума или и двете.
Технически помощни средства
Ако се изискват скорости на данни, надвишаващи предлаганите от 8-PSK, по-често се преминава към QAM, тъй като се постига по-голямо разстояние между съседни точки в I-Q равнината, разпределяйки точките по-равномерно. Усложняващ фактор е, че точките вече нямат една и съща амплитуда и така демодулаторът вече трябва правилно да открива както фаза, така и амплитуда, а не само фаза.
Телевизия
64-QAM и 256-QAM често се използват в цифрова кабелна телевизия и кабелни модеми. В Съединените щати 64-QAM и 256-QAM са разрешени схеми за цифрова кабелна модулация, които са стандартизирани от SCTE в стандарта ANSI/SCTE 07 2013. Имайте предвид, че много търговци ще ги наричат QAM-64 и QAM-256. Обединеното кралство модулация QAM-64 се използва за цифрова ефирна телевизия (Freeview), а 256-QAM се използва за Freeview-HD.
Комуникационните системи, предназначени да постигнат много високи нива на спектрална ефективност, обикновено използват много плътни честоти в тази серия. Например, настоящите Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet устройства използват 1024-QAM и 4096-QAM устройства, както и бъдещи устройства, използващи стандарта ITU-T G.hn за свързване към съществуващо окабеляване на дома.(коаксиален кабел, телефонни линии и електропроводи); 4096-QAM осигурява 12 бита/символ.
Друг пример е ADSL технологията за медна усукана двойка, чийто размер на съзвездието достига 32768-QAM (в ADSL терминологията това се нарича битово зареждане или битове на тон, 32768-QAM е еквивалентен на 15 бита на тон).
Системите със затворена верига с ултра висока честотна лента също използват 1024-QAM. Използвайки 1024-QAM, адаптивно кодиране и модулация (ACM) и XPIC, производителите могат да постигнат гигабитов капацитет в един 56 MHz канал.
В SDR приемник
Известно е, че кръговата честота 8-QAM е оптималната 8-QAM модулация в смисъл, че се нуждае от най-ниската средна мощност за дадено минимално евклидово разстояние. Честотата на 16-QAM е неоптимална, въпреки че може да бъде създадена оптимална по същите линии като 8-QAM. Тези честоти често се използват при настройка на SDR приемник. Други честоти могат да бъдат пресъздадени чрез манипулиране на подобни (или подобни) честоти. Тези качества се използват активно в съвременните SDR приемници и трансивъри, рутери, рутери.
