正交幅度调制（QAM）：它是什么？|mabetx官网电气4U.

内容

什么是QAM（正交幅度调制）？

正交振幅调制(QAM)是一种相位与振幅相结合的调制技术振幅把载波调制成单一信道。换句话说，QAM通过改变载波的振幅和相位来传输信息，从而使有效带宽加倍。QAM也被称为“正交载波”多路复用“。

在QAM信号中，涉及到正交载波的直接调制。“正交”表示两个载波之间的相位差为90度，但每个载波都有相同的相位差频率。

一个信号被称为同相“I”信号，另一个信号称为正交“Q”信号。在数学上，其中一个载波信号可以由a表示正弦波(即。 $罪\ωt$ )，另一种可以用余弦波表示(即。 $cos \ omega t$ ）。

两个被调制的载波信号在源端和目的端一起传输，这两个载波信号被单独解调(即分离)。对信号进行解调采用相干检测方法。

QAM技术的波形如下所示。

模拟vs数字qam

模拟QAM.

模拟QAMs通常用于允许多个信号在一个载波上被携带。它与调幅相同，两个载波信号在同一频率上传输，但相位不一致，呈90度。

模拟QAM用于PAL和NTSC模拟视频电视系统中的色度（颜色）信息的传输。其中I（同相）和Q（正交）信号携带色度（颜色）信息的组件。

PAL代表阶段交替线是主要用于欧洲和亚洲国家的视频标准，NTSC代表国家电视标准委员会是主要用于南美洲和北美的模拟彩电视标准。

数字QAM.

数字QAM通常被描述为“量化QAM”，并且它们通常用于从蜂窝技术到Wi-Fi的无线电通信系统。与幅度和相位调制方案相比，数字QAM可以承载更高的数据速率。

在数字QAM方案中，可以使用阶段和幅度不同点的值。这称为星座图。因此，星座图是可能的消息点的集合。

可以通过使用星座图来实现QAM。在星座图中，星座点布置在具有相同水平和垂直距离的方形网格中。星座点之间的最小距离被称为欧几里德距离。

在数字通信中,数据通常是在一个二进制形式,它有两个状态0或1,所以网格中的星座点的数量通常是2的幂。2、4、8、16、32 ............ 最常见的格式QAM are16-QAM (2⁴），32 QAM（2⁵), 64 - qam (2⁶), 128 - qam (2⁷)和256-QAM (2⁸）。

16-QAM的比特序列映射如下星座图所示。图中显示了与16-QAM信号的不同位置相关联的二进制值。可以看出，一个连续的比特流可以表示为一个序列，在四个象限的每一个象限中分为四组。

通常，16-QAM被认为是最低阶QAM，因为2-QAM被认为与BPSK（即二进制相移键控）和4-QAM与QPSK相同（即正交相移键控）。除了8-QAM的误差率性能之外，与16-QAM的误差率几乎相同，因此它没有被广泛使用。

什么是QAM频道？

QAM通道是许多无线电通信和数据传递应用中使用的各种不同格式的QAM。QAMS信道的一些特定变体用于一些特定的应用和标准。

让我们假设通过使用QAM我们想要传输一个由4位组成的符号。也就是说N=4，结果是2⁴= 16种不同的可能符号。因此，QAM系统可以产生16个不同的可区分信号。它被称为16 QAM。通过使用16-QAM，我们可以将载波信号调制成16个不同的相位和幅度状态中的任何一个。

其他一些QAM格式或通道的示例是16-QAM，32-QAM，64-QAM，128-QAM和256-QAM。

QAM符号或状态的数量由数量决定二进制每秒比特。

QAM通道的可能符号的数量由

$\begin{align*} M = 2^N \end{align*}$

在这里，术语“符号”是指振幅和相位的组合。

根据每条消息的比特数或符号QAM信号归类如下：

的名字	每个符号位	数量的符号
16 QAM.	4	2⁴= 16.
32 QAM.	5	2⁵= 32.
64 QAM	6	2⁶= 64.
128 QAM	7	2⁷= 128
256 QAM	8	2⁸= 256

16 QAM.

16 QAM是其中载波信号的不同格式之一，其中载波信号被调制成16个不同的相位和幅度状态中的任何一个。

可以使用16-QAM传输每符号的数位？

通过使用每符号的16-QAM 4位。

32 QAM.

32qam是QAM的一种不同格式，其中载波信号被调制成32种不同的相位和振幅状态。

每个符号可以用32-QAM传输多少位?

通过使用32-QAM，每个符号可以传输5位。

64 QAM

64 QAM是QAM的不同格式之一，其中载波信号被调制到64个不同的相位和幅度状态中的任何一个中。

每个符号可以用64-QAM传输多少位?

通过使用64-QAM，每个符号可以传输6位。

128 QAM

128 QAM是其中载体信号的不同格式之一，其中载波信号被调制成128个不同的相位和幅度状态中的任何一个。

可以使用128-QAM传输每个符号的数位？

通过使用每符号的128-QAM 7位。

256 QAM

256 QAM是QAM的不同格式之一，其中载波信号被调制成256个不同的相位和幅度状态中的任何一个。

可以使用256-QAM传输每种符号的多少位？

通过使用每个符号的256-QAM 8位。

QAM系统带宽

QAM系统的功率谱密度曲线图如下图所示。

频谱的主要部分是从-f开始的_年代到+ F._年代。因此，QAM系统的带宽由，

$\{对齐*}开始带宽(BW) = f - (-f_s) = 2 f = \压裂{2}{T_s} (f = \压裂{1}{T_s})结束\{对齐*}$

${对齐*}= \ \开始压裂{2}{N T_b}结束(如T_s = N T_b) \{对齐*}$

${对齐*}BW = \ \开始压裂{2 f_b} {N} (f_b = \压裂{1}{T_b}) \{对齐*}结束$

QAM VS QPSK VS BPSK VS oOk

下表讨论了各种调制技术的比较。

参数	QAM	正交相移编码	BPSK.	kok或晒太阳
信息是传输在某一方面的变化	振幅和相位	相	相	振幅
比特数（n）每个符号	N	N = 2	N = 1	N = 1
可能的符号数量 $m = 2 ^ n$	$m = 2 ^ n$	四	两个	两个
最小带宽在Hz.	$\压裂{2 f_b} {N}$	$f_b$	$2f_b.$	$2f_b.$
符号持续时间 $T_S.$	$NT_b$	$2t_b.$	$T_B.$	$T_B.$
最小欧氏距离	$\ sqrt {0.4} E_s$ 对于m = 16	$2 \√{E_b}$	$2 \√{E_b}$	$\ sqrt {e_b}$

请注意，欧几里得距离是星座图中两点之间的距离。

QAM可以以与BPSK相同的带宽在相同的带宽中传输数据的四倍。因此，QAM被认为是带宽有效的调制技术。

QAM的优势

QAM的一些优点包括:

QAM的噪音抗扰度非常高，因此噪声干扰非常少。
QAM具有低误差值的概率。
QAM支持高数据速率。使载波信号能够携带的比特数。因此，它主要用于无线通信系统。
QAM具有加倍的有效带宽。
通过将SINE波和余弦波分成单通道，与仅使用一个正弦波或一个余弦波相比，通信信道容量加倍。

QAM的弊端

QAM的一些缺点包括:

在QAM中，振幅变化易受噪声的影响。
在无线电发射机中，当相位或调频信号被放大时，不需要使用线性放大器，但由于QAM中存在幅度分量，为了保持线性，需要使用线性放大器。这些线性放大器效率较低，消耗更多功率。
可以在每个符号传输更多比特，但是在高阶QAM格式中，星座点是紧密间隔的，该点是更容易噪声的并且在数据中产生错误。
同样在高阶QAM格式中，接收器难以适当地解码信号。换句话说，降低了抗噪性。因此，仅在高信号到噪声比时使用高阶QAM格式。

QAM的应用

QAM的一些应用包括:

随着比特率的提高，QAM技术在无线通信领域得到了广泛的应用。
QAM用于从短程无线通信到长途电话系统的应用。
QAM用于微波和电信系统中传输信息。
64 QAM和256 QAM用于数字有线电视和电缆调制解调器。
QAM用于光纤系统增加比特率。
它用于许多通信系统，如Wi-Fi，数字视频广播（DVB）和WiMAX。