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您應該知道的六種QAM格式索引
Date:2020/5/13 16:59:38 Hits:
正交幅度調製可用於多種不同的格式:8QAM,16QAM,64QAM,128QAM,256QAM,但是存在性能差異和折衷方案
QAM,正交幅度調製為數據傳輸提供了一些明顯的好處。 隨著16QAM過渡到64QAM,64QAM過渡到256 QAM等,可以實現更高的數據速率,但是會犧牲噪聲餘量。
許多數據傳輸系統根據鏈接條件在QAM,16QAM,32QAM等不同順序之間遷移。 如果存在良好的餘量,則可以使用更高階的QAM來獲得更快的數據速率,但是如果鏈路惡化,則可以使用更低的階數來保留噪聲餘量,並確保保持較低的誤碼率。
隨著QAM階數的增加,星座圖上不同點之間的距離減小,並且引入數據錯誤的可能性更高。 要使用高階QAM格式,鏈路必須具有非常好的Eb / No,否則會出現數據錯誤。當Eb / No惡化時,則必須提高其他功率電平,或者如果比特錯誤則降低QAM階數率將被保留。
因此,要在數據速率和QAM調製階數,功率和可接受的誤碼率之間取得平衡。 儘管可以引入進一步的糾錯以減輕鏈路質量的任何下降,但這也會降低數據吞吐量。
比特序列映射為一個16QAM信號
QAM格式和應用
QAM是在許多無線通信和數據傳輸的應用程序。 然而QAM的一些特定變體用於在某些特定的應用和標準。數據吞吐量和所需的信噪比之間要達到平衡。 隨著QAM信號階數的增加,即從16QAM變為64QAM等,在理想條件下可達到的數據吞吐量會增加。 但是,不利的一面是需要更好的信噪比才能實現這一目標。
對於某些系統,調製格式的順序是固定的,但是在其他存在雙向鏈接的系統中,可以調整調製的順序以獲得給定鏈接條件下的最佳吞吐量。 所使用的糾錯級別也已更改。 這樣,通過改變調製階數和糾錯,可以在保持所需誤碼率的同時優化數據速度。
例如,對於家庭廣播應用,數字有線電視和電纜調製解調器應用中經常使用64 QAM和256 QAM。 QAM調製的順序必須在發送器處設置,因為發送只是一種方式,此外,還有成千上萬個接收器,因此不可能具有動態自適應形式的調製。
在英國,目前使用DVB(數字視頻廣播)的數字地面電視使用16 QAM和64 QAM。 在美國,SCTE在標準ANSI / SCTE 64 256中標準化了07 QAM和2000 QAM是數字電纜的強制性調製方案。
對於許多形式的無線和蜂窩技術,可以根據兩端之間的鏈路條件動態更改QAM調製和糾錯的順序。
隨著數據速率的提高和對頻譜效率的要求的提高,鏈路自適應技術的複雜性也隨之提高。 數據信道承載在蜂窩無線電信號上,以實現鏈路的快速適應以滿足主流鏈路質量,並確保最佳數據吞吐量,平衡發射機功率,QAM階數和前向糾錯等。
星座圖的QAM
星座圖顯示對於不同形式的QAM的,正交振幅調製中的狀態的不同的位置。 作為調製的增加的順序,所以沒有QAM星座圖上的點的數量。
下面顯示的星座圖的圖,適用於各種調製的格式:
16QAM星座
32QAM星座
64QAM星座
由於低信號強度導致噪聲水平增加,因此星座圖上一個點所覆蓋的面積也增加了。 如果它變得太大,則接收器無法確定發送信號本應位於星座圖上的哪個位置,這會導致錯誤。
還發現,QAM信號的調製階數越高,則發射信號上出現的幅度變化量越大。 對於從Wi-Fi到蜂窩等更多設備的發射機RF放大器,這意味著需要線性放大器。 由於線性放大器的效率低於可以在飽和條件下運行的放大器,這意味著可能需要諸如Doherty放大器和包絡跟踪之類的技術。
同樣,隨著幅度變化的增加,效率水平也會下降。 這對於移動設備電池效率和基站功率效率非常重要。
每個符號QAM位
採用QAM的優點是,它是調製的較高階的形式,因此它是能夠攜帶的每個符號的信息更多的比特。 通過選擇QAM的更高階的格式,一個鏈路的數據速率可以增加。
下面的表給出了不同形式的QAM及PSK的位速率的摘要。
16QAM信號的位映射
QAM格式和比特率比較
調製 每符號位 符號指數
* BPSK 1 1 x比特率
* QPSK 2 1/2比特率
* 8PSK 3 1/3比特率
* 16QAM 4 1/4比特率
* 32QAM 5 1/5比特率
* 64QAM 6 1/6比特率
QAM噪聲容限
而更高階的調製率能夠提供更快的數據傳輸速率和更高水平的頻譜效率的無線通信系統,這是有代價的。 較高階的調製方案是相當少的彈性的噪聲和干擾。
作為這樣的結果是,許多無線通信系統現在使用動態自適應調製技術。 它們感測的信道條件和適應的調製方式,以獲得最高的數據速率為給定的條件。 如信噪比減少誤差將與沿增加再發送數據的,從而減緩吞吐量。 通過恢復到一個較低階的調製方案的鏈路可以使用更少的數據錯誤和更可靠的重新發送。
QAM格式和噪聲性能
調製 ηB EB /誤碼率= 1英寸106
16QAM 2 10.5
64QAM 3 18.5
256QAM 4 24
1024QAM 5 28
為任何給定情況選擇正確的QAM調製順序,並具有動態調整的能力,可以針對該時刻的鏈路條件獲得最佳吞吐量。 降低QAM調製的階數可實現較低的誤碼率,從而減少了所需的糾錯量。 以這種方式,可以針對主要的鏈路質量最大化吞吐量。
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