欢迎访问排针,排母,排针排母,排针工厂,排母生产厂家,深圳板对板,FPC连接器-乐鱼体育注册入口
24小时服务热线
18927476816 (微:YLW+手机)
新闻资讯
到底什么是QAM?
时间: 2024-02-23 07:43:36   作者: 乐鱼体育注册入口

  就是把调制信号骑到载波上,方法就是用调制信号去控制载波的参数,使载波的一个参数或者几个参数按照调制信号的规律变化。

  如果调制信号是连续的模拟信号的话,这样的调制就是模拟调制。我们在文章《信号调制,这样是不是就懂了?》介绍的三种最基本的调制方式:AM,FM和PM都是模拟调制的一类。

  通过这一个操作,就可以让信号搭上载波的快速列车,然后传输出去。经过调制的信号,称为已调信号。在接收端,能够最终靠解调的方式把信号恢复出来。

  调幅和调频都比较容易理解,一个是幅度的变化,一个是频率的变化。那么,怎么又多出来一个QAM呢?

  Quadrature,正交的意思,QAM就是正交调幅。在通信这个学科里面,正交是指这两个信号有90°的相位差。也就是在QAM里面,既有相位调制,又有调幅。这一改还不得了,不仅有4QAM,8QAM,16QAM..... 更不可思议的是4096QAM。一下子就把调制的信息翻了好多倍,牛x的不得了了。

  这样就把信号s(t)展开成了两个相位相差90°的正交信号的和,这个两个正交信号分量就是In-phase 信号和Quadrature 信号,

  这两路正交信号呢,经过DA变换器之后,就来到了我们模拟通道,我们应该对这两个信号分别进行调制,让这两个信号都搭上射频载波的高速列车。模拟部分对QAM的处理并不复杂,I /Q 信号可以共用一个频率源LO,然后通过混频器直接上变频即可,只是在Q通道,本振信号需要90°的相移,以匹配Q(t)正交特性。

  所以呢,对于QAM载波调制,从原理图上能够准确的看出,我们仅需要分别对I(t)和Q(t)进行混频即可,然后合路成一路信号S(t)进入到射频通道的另一个环节。所以对于模拟信号的QAM调制,也就是这么个回事。

  既然说到数字调制,那我们就简单复习一下数字调制的三种基本方式:振幅键控ASK,频移键控FSK和相移键控PSK。

  振幅键控ASK,类似于模拟调制中的AM,即用01 高低电平来调制载波信号的振幅。

  频移键控FSK,类似于模拟调制中的FM,即用01电平去调制载波信号的频率;

  QAM正交幅度调制来到数字调制这里就活跃起来了,既然主信号分成了 I 、Q 两路信号,每个信号分量都有其各自的幅度和相位。那变化的花样可就多了。什么16QAM,64QAM,256QAM,Wi-Fi 7 现在玩到了4kQAM,即4096-QAM,牛叉的不要不要的。

  数字信号的bit,就是二进制数字中0和1的位,信息量的度量单位,为信息量的最小单位。

  二进制数的一位所包含的信息就是一比特,如二进制数0100就是4比特。一个比特位里面可以含2个信息(0或者1),4比特就可以包含2^4 个信息。

  所以,比特位越多,所能传输的信息量就越大。从理论上来说,m-QAM中的m越大,所能传输的信息量就越大,传输速率也就越快。所以呢,最新的Wi-Fi 7标准,直接干到了4k-QAM,一个信号包含12个bit位。

  这两个正交分量的幅度AI 和AQ 又是一组正交的函数。我们大家可以取多个不同的A和Φ,来得到多组不同的I(t)和Q(t)信号,也就应该完成主信号 S(t)的多种调制。

  若A值取±A,Φ值取±90°,这就有四组不同的组合,也就是4-QAM调制,也就是QPSK。同理,通过A和Φ的不同组合,就能够获得16-QAM,甚至64-QAM,甚至更多。

  为了更好的理解,我们引入了星座图的概念,下面这个动图,生动的展示了16-QAM调制的幅度和相位选值以及其对应的二进制码元:Amp 就是A的选值,Phase 就是上式中的相位Φ的选值。

  星座图比较直观地展示了m-QAM的信号矢量信息。更大的m,只需要更加多的点来表示即可。下图给出了Wi-Fi 5 的256-QAM和Wi-Fi 6的1024-QAM 星座图。

  以16-QAM调制为例,正交调幅法就是用两路独立的正交4ASK信号叠加,形成16QAM信号。

  而复合相移法就是用两路独立的QPSK信号叠加,形成16QAM信号。下图中红圈上的四个点表示第一个QPSK的信号矢量的位置,在这四个位置上,可以叠加第二个QPSK矢量,下图蓝色圈上的四个点。

  到这,对于QAM调制的基础原理,相信我们大家都有了一个初印象。那是不是就可以直接搞更大的QAM,不仅上4k,还有8k,不是QAM的m越大,无线通信系统的数据速率和频谱效率会越高吗?但是事情往往有两面性,QAM调制的m越大,对噪声和干扰的要求也就越高。

  Wi-Fi这种室内短距应用,噪声条件比较理想,更高阶的QAM还有发挥的空间,但是对于移动无线通信,室外噪声环境极其恶劣,更高阶的QAM,挑战极其大。所以现在的5G通信,256QAM是一个比较折中的调制方式。

返回
Copyright 2018-2020 乐鱼体育注册入口-乐鱼体育网页版登录-乐鱼体育最新版下载安装 All Rights Reserved.
粤ICP备11062299号