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您应该知道的六个QAM格式索引
Date:2020/5/13 16:59:38 Hits:
正交幅度调制可用于多种不同的格式:8QAM,16QAM,64QAM,128QAM,256QAM,但是存在性能差异和折衷方案
QAM,正交幅度调制为数据传输提供了一些明显的好处。 随着16QAM过渡到64QAM,64QAM过渡到256 QAM等,可以实现更高的数据速率,但是会牺牲噪声余量。
许多数据传输系统根据链接条件在QAM,16QAM,32QAM等不同顺序之间迁移。 如果存在良好的余量,则可以使用更高阶的QAM来获得更快的数据速率,但是如果链路恶化,则可以使用更低的阶数来保留噪声余量,并确保保持较低的误码率。
随着QAM阶数的增加,星座图上不同点之间的距离减小,并且引入数据错误的可能性更高。 要使用高阶QAM格式,链路必须具有非常好的Eb / No,否则会出现数据错误。当Eb / No恶化时,则必须提高其他功率电平,或者如果比特错误则降低QAM阶数率将被保留。
因此,要在数据速率和QAM调制阶数,功率和可接受的误码率之间取得平衡。 尽管可以引入进一步的纠错以减轻链路质量的任何下降,但这也会降低数据吞吐量。
比特序列映射为一个16QAM信号
QAM格式和应用
QAM是在许多无线通信和数据传输的应用程序。 然而QAM的一些特定变体用于在某些特定的应用和标准。数据吞吐量和所需的信噪比之间要达到平衡。 随着QAM信号阶数的增加,即从16QAM变为64QAM等,在理想条件下可达到的数据吞吐量会增加。 但是,不利的一面是需要更好的信噪比才能实现这一目标。
对于某些系统,调制格式的顺序是固定的,但是在其他存在双向链接的系统中,可以调整调制的顺序以获得给定链接条件下的最佳吞吐量。 所使用的纠错级别也已更改。 这样,通过改变调制阶数和纠错,可以在保持所需误码率的同时优化数据速度。
例如,对于家庭广播应用,数字有线电视和电缆调制解调器应用中经常使用64 QAM和256 QAM。 QAM调制的顺序必须在发送器处设置,因为发送只是一种方式,此外,还有成千上万个接收器,因此不可能具有动态自适应形式的调制。
在英国,目前使用DVB(数字视频广播)的数字地面电视使用16 QAM和64 QAM。 在美国,由SCTE在标准ANSI / SCTE 64 256中标准化的数字电缆的强制调制方案是07 QAM和2000 QAM。
对于多种形式的无线和蜂窝技术,可以根据两端之间的链路条件动态更改QAM调制和纠错的顺序。
随着数据速率的提高和对频谱效率的要求的提高,链路自适应技术的复杂性也随之提高。 数据信道承载在蜂窝无线电信号上,以实现链路的快速适应,以满足主流链路质量,并确保最佳数据吞吐量,平衡发射机功率,QAM阶数和前向纠错等。
星座图的QAM
星座图显示对于不同形式的QAM的,正交振幅调制中的状态的不同的位置。 作为调制的增加的顺序,所以没有QAM星座图上的点的数量。
下面显示的星座图的图,适用于各种调制的格式:
16QAM星座
32QAM星座
64QAM星座
由于低信号强度导致噪声水平增加,因此星座图上一个点所覆盖的面积也增加了。 如果它变得太大,则接收器无法确定发送信号本应位于星座图上的哪个位置,这会导致错误。
还发现,QAM信号的调制阶数越高,则发射信号上出现的幅度变化量越大。 对于从Wi-Fi到蜂窝等更多设备的发射机RF放大器,这意味着需要线性放大器。 由于线性放大器的效率低于可以在饱和条件下运行的放大器,这意味着可能需要诸如Doherty放大器和包络跟踪之类的技术。
同样,随着幅度变化的增加,效率水平也会下降。 这对于移动设备电池效率和基站功率效率非常重要。
每个符号QAM位
采用QAM的优点是,它是调制的较高阶的形式,因此它是能够携带的每个符号的信息更多的比特。 通过选择QAM的更高阶的格式,一个链路的数据速率可以增加。
下面的表给出了不同形式的QAM及PSK的位速率的摘要。
16QAM信号的位映射
QAM格式和比特率比较
调制 每符号位 符号指数
* 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噪声容限
而更高阶的调制率能够提供更快的数据传输速率和更高水平的频谱效率的无线通信系统,这是有代价的。 较高阶的调制方案是相当少的弹性的噪声和干扰。
作为这样的结果是,许多无线通信系统现在使用动态自适应调制技术。 它们感测的信道条件和适应的调制方式,以获得最高的数据速率为给定的条件。 如信噪比减少误差将与沿增加再发送数据的,从而减缓吞吐量。 通过恢复到一个较低阶的调制方案的链路可以使用更少的数据错误和更可靠的重新发送。
QAM格式和噪声性能
调制 ηB EB /误码率= 1英寸106
16QAM 2 10.5
64QAM 3 18.5
256QAM 4 24
1024QAM 5 28
为任何给定情况选择正确的QAM调制顺序,并具有动态调整的能力,可以使该时刻的链路条件获得最佳吞吐量。 降低QAM调制的阶数可实现较低的误码率,从而减少了所需的纠错量。 这样,可以针对主要的链路质量最大化吞吐量。
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