Сигналы квадратурной амплитудной модуляции

 Квадратурную амплитудную модуляцию (quadrature amplitude modulation - QAM) можно считать логическим продолжением QPSK, поскольку сигнал QAM также состоит из двух независимых амплитудно-модулированных несущих. Каждый блок из к бит (к полагается четным) можно разделить на два блока из к/2 бит, подаваемых на цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), которые обеспечивают требующее модулирующее напряжение для несущих. В.приемнике оба сигнала детектируются независимо с помощью согласованных фильтров.

Принцип такого вида модуляции можно пояснить с помощью рисунка 1.12, а, б, в, на которых представлены векторные диаграммы и временные зависимости сигналов для 4-позиционной QAM (4-QAM). QAM-сигналы удобно представлять в виде векторов на комплексной плоскости (рисунок 1.12, а), где на осях I и Q отмечаются действительные и мнимые величины, соответственно. Для преобразования 4-QAM возможно, например, изображение, приведенное на рисунке 1.12, а, где каждый вектор отображает гармонический сигнал с определенной амплитудой и начальной фазой, представить в виде рисунка 1.12, в.

 

Рисунок 1.12 – Векторные диаграммы (а), (б) и

временные зависимости (в)4-QAM

 

Кроме того, каждому из четырех положений векторов на рисунке 1.12, а можно поставить в соответствие двоичную кодовую комбинацию, содержащую 2 бита (00, 01, 10, 11). Для удобства концы векторов изображают в виде точек (рисунок 1.12, б).Такие и более сложные построения называются “сигнальными созвездиями” (signal constellation).

 

Рисунок 1.13 – Стандартное преобразование (SM) 64-QAM и соответствующие сочетания битов; а – нормирующий коэффициент

(а = 1/ √ 42); z – комплексный символ модуляции; y '₀ … y '₅ – биты, представляющие z.

 

Поскольку в случае 4-QAM амплитуды всех сигналов (или значения длин векторов) одинаковы, то такую модуляцию можно рассматривать и как 4-позиционную фазовую модуляцию (манипуляцию) (QPSK – Quadrature Phase Shift Keying).

Применяются также виды модуляции 16-QAM и 64-QAM, представленные на рисунке 1.14 и 1.13, соответственно. В этих случаях каждому вектору на комплексной плоскости (комплексному символу модуляции z) соответствует гармоническое колебание, имеющее одно из16 или 64 возможных сочетаний амплитуды и начальной фазы или такое же количество кодовых комбинаций, каждая из которых соответствует определенному варианту гармонического колебания. В случае 16-QAM такие комбинации содержат по 4 бита информации, а в случае 64-QAM – по 6 битов. При увеличении числа позиций QAM увеличивается пропускная способность канала связи в пропорции log₂64: log₂16: log₂4 = 6: 4: 2, однако снижается помехоустойчивость, поскольку уменьшаются разности между смежными значениями амплитуд и фаз.

 

 

Рисунок 1.14 – Стандартное преобразование (SM) 16-QAM и соответствующие сочета-ния битов; a – нормирующий коэффициент; z – комплексный сим-вол модуляции; y'₀... y'₃ – биты, представляющие z

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: