正交調幅 (QAM) 指的是什麼？

正交幅度調製（QAM）是現代電信中廣泛用於傳輸信息的一系列數字調製方法和相關模擬調製方法的總稱。 它使用幅移鍵控（ASK）數字調製方案或調幅（AM）模擬調製方案，通過改變（調製）兩個載波的幅度來傳輸兩個模擬消息信號或兩個數字比特流。 兩個相同頻率的載波彼此相差 90°。 這種條件稱為正交。 傳輸的信號是由兩個載波相加產生的， 具有由兩個信號的總和產生的特定幅度和再次取決於信號總和的相位。 這種方法有助於將其有效帶寬加倍。 QAM 還與無線應用等數字系統中的脈衝 AM (PAM) 一起使用。

如果調整信號之一的幅度，則這會影響整個信號的相位和幅度，相位趨向於具有較高幅度內容的信號的相位。 在接收器，由於它們的正交性，兩個波可以相干分離（解調）。 另一個關鍵特性是，與載波頻率相比，調製是低頻/低帶寬波形。 這稱為窄帶假設。相位調製（模擬 PM）和相移鍵控（數字 PSK）可以看作是 QAM 的一個特例，其中傳輸信號的幅度是一個常數，但它的相位在變化。 這也可以擴展到頻率調製 (FM) 和頻移鍵控 (FSK)，因為它們可以被視為相位調製的特殊情況。

現在我們知道數字消息可以通過以下方式調製到射頻載波 QPSK 和 BPSK.那為什麼不能結合起來，在正弦波中得到更多的數字信息呢？那就是QAM，QPSK & AM的簡稱。理論上，QAM可以調製成更小的相移。 有兩個以上可能的幅度可以用更多信息填充每個正弦波。 通常應用僅限於電纜，因為那裡的噪聲已經大大衰減。從根本上說，QAM 使模擬信號能夠有效地傳輸數字信息。 它還為運營商提供了一種在同一時間段內傳輸更多比特的手段，有效地增加了帶寬。

使用 QAM 的優點和缺點是什麼？

帶寬的有效使用是 QAM 調製偏差的主要好處。 這是因為 QAM 象徵著每個載波的比特數更多。 例如256-QAM每載波映射8位，16-QAM每載波映射4位。缺點是QAM調製過程對噪聲更敏感。這是因為傳輸狀態非常接近，需要較低的噪聲水平將信號從一個點移動到另一個點。

正交幅度調製可用於多種不同的格式：

8QAM、16QAM、64QAM、128QAM、256QAM

QAM調製器基礎知識

QAM 調製器本質上遵循從基本 QAM 理論中可以看出的思想，其中有兩個載波信號，它們之間的相移為 90°。 然後用兩個稱為 I 或同相和 Q 或正交數據流的數據流對它們進行幅度調製。 這些是在基帶處理區域生成的。QAM 調製器的工作原理類似於轉換器，有助於將數字數據包轉換為模擬信號以無縫傳輸數據。

兩個合成信號相加，然後在 RF 信號鏈中根據需要進行處理。 它們通常在頻率上轉換為所需的最終頻率並根據需要放大。

值得注意的是，隨著信號幅度的變化，任何射頻放大器都必須是線性的，以保持信號完整性。 任何非線性都會改變信號的相對電平並改變相位差，從而使信號失真並引入數據錯誤的可能性。

QAM 解調器基礎知識

QAM 解調器與 QAM 調製器完全相反。信號進入系統後，它們被分開，每一側都施加到一個混頻器。 一半應用同相本地振盪器，另一半應用正交振盪器信號。

基本調製器假定兩個正交信號保持完全正交。另一個要求是為解調導出本地振盪器信號，該信號恰好位於信號所需的頻率上。 任何頻率偏移都將是本地振盪器信號相對於整個信號的兩個雙邊帶抑制載波成分的相位變化。

該系統包括用於載波恢復的電路，通常是鎖相環——有些甚至有內環和外環。 恢復載波的相位很重要，否則會影響數據的誤碼率。

上面顯示的電路顯示了在大量不同領域中使用的常見 IQ QAM 調製器和解調器電路。 這些電路不僅由分立元件構成，更常用於能夠提供大量功能的集成電路中。

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