QAM : 직교 진폭 변조

"QAM : Quadrature Amplitude Modulation은 진폭 및 위상 변화를 결합하여 추가 용량을 제공하며 데이터 통신에 널리 사용됩니다. QAM (Quadrature Amplitude Modulation) QAM은 진폭 및 위상 구성 요소를 모두 사용하여 높은 수준의 스펙트럼 사용 효율을 제공 할 수있는 변조 형태를 제공합니다. ----- FMUSER"

데이터에 대해 매우 효과적인 변조 방식을 제공 할 수 있으므로 휴대 전화에서 Wi-Fi 및 거의 모든 형태의 고속 데이터 통신 시스템에 사용됩니다.

#QAM, 직교 진폭 변조 란?
직교 진폭 변조 (Quadrature Amplitude Modulation), QAM은 90 도씩 위상이 시프트 된 90 개의 반송파 (즉, 사인 및 코사인)가 변조 및 결합되는 신호입니다. XNUMX ° 위상차의 결과로 직교 상태에있게되며 이름이 올라갑니다. 하나의 신호는 종종 동 위상 또는 "I"신호라고하며 다른 하나는 직교 또는 "Q"신호입니다.

I 및 Q 반송파의 조합으로 구성된 결과적인 전체 신호에는 진폭 및 위상 변동이 모두 포함됩니다. 진폭 및 위상 변화가 모두 존재한다는 사실을 고려하여, 이는 또한 진폭 및 위상 변조.

직교 진폭 변조의 사용에 대한 동기는 직선 진폭 변조 신호, 즉 억제 된 반송파를 갖는 경우에도 이중 측 파대가 변조 신호 대역폭의 두 배를 차지한다는 사실에서 비롯된다. 이것은 사용 가능한 매우 낭비입니다 주파수 스펙트럼. QAM은 하나의 일반 이중 측 파대 억제 반송파 신호와 동일한 스펙트럼에 두 개의 독립적 인 이중 측 파대 억제 반송파 신호를 배치하여 균형을 복원합니다.

참조 : >>8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM의 비교 

# 아날로그 및 디지털 QAM
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)은 아날로그 또는 디지털 형식이라고 할 수 있습니다. 그만큼 비슷한 QAM 버전은 일반적으로 여러 개의 아날로그 신호를 단일 반송파로 전달할 수 있습니다. 

예를 들어, PAL 및 NTSC 텔레비전 시스템에서 사용되며 QAM에서 제공하는 다양한 채널을 통해 크로마 또는 색상 정보의 구성 요소를 전달할 수 있습니다. 라디오 어플리케이션에서는 C 스테레오 (C-QUAM)로 알려진 시스템이 AM 스테레오 라디오에 사용됩니다. 여기에서 서로 다른 채널을 통해 스테레오에 필요한 두 개의 채널을 단일 캐리어에서 전송할 수 있습니다.

# 디지털-아날로그 변환 기법

QAM의 디지털 포맷은 종종 "양자화 된 QAM"이라하고 그들은 점차 종종 무선 통신 시스템 내의 데이터 통신에 사용되고있다. 셀룰러 기술의 와이맥스 (WiMAX), 및 Wi-Fi 접속 802.11 포함한 무선 시스템을 통해 LTE의 경우에서와 같이 범위 무선 통신 시스템은 QAM의 다양한 형태를 사용하며, QAM의 사용은 무선 통신의 분야 내에서 증가 할 것이다.

참조 : >> 알아야 할 XNUMX 가지 QAM 형식 색인 

디지털 / 양자화 된 QAM의 기초
디지털 전송에 사용되는 직교 진폭 변조 (QAM) 라디오 통신 애플리케이션 일반 진폭 변조 방식 및 위상 변조 방식보다 높은 데이터 속도를 전달할 수 있습니다.

기본 신호는 0 또는 1의 전송을 허용하는 XNUMX 개의 위치 만 나타냅니다. QAM을 사용하면 각각 정의 된 위상 및 진폭 값을 갖는 여러 가지 다른 지점이 사용될 수 있습니다. 이것을 별자리 다이어그램이라고합니다. 다른 위치에는 다른 값이 할당되며, 이런 방식으로 단일 신호가 훨씬 높은 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다.

# 다른 지점의 위치를 ​​보여주는 16QAM 신호의 별자리 다이어그램

상기 도시 된 바와 같이, 성상도 포인트는 전형적으로 동일한 수평 및 수직 간격을 갖는 정사각형 그리드로 배열된다. 데이터는 이진이지만 QAM의 가장 일반적인 형태는 아니지만, 성좌가 2의 거듭 제곱, 즉 4, 16, 64와 같은 점의 수를 갖는 정사각형을 형성 할 수있는 곳입니다. . . . 즉 16QAM, 64QAM 등

고차 변조 포맷, 즉 성상도상의 더 많은 포인트를 사용함으로써, 심볼 당 더 많은 비트를 전송할 수있다. 그러나 포인트가 서로 더 가까워서 노이즈 및 데이터 오류에 더 취약합니다..

고차 포맷으로 이동하는 이점은 성상도 내에 더 많은 포인트가 있으므로 심볼 당 더 많은 비트를 전송할 수 있다는 것입니다. 단점은 성상도가 서로 더 가깝기 때문에 링크가 노이즈에 더 취약하다는 것입니다. 결과적으로, 높은 QAM 버전은 신호 대 잡음비가 충분히 높은 경우에만 사용됩니다.

QAM 작동 방법의 일 예를 제공하기 위해 아래의 배치도는 16QAM 신호에 대한 서로 다른 상태와 관련된 값을 나타낸다. 이것으로부터, 연속적인 비트 스트림으로 분류하고 발로 시퀀스로 표현 될 수 있음을 알 수있다.

참조 : >> QAM 변조기 및 복조기  

16QAM 신호에 대한 # 비트 시퀀스 매핑 
16QAM 신호의 비트 열 매핑
일반적으로 가장 낮은 QAM은 16QAM입니다. 이것이 가장 일반적으로 발생하는 이유는 2QAM이 이진 위상 편이 방식과 동일하기 때문입니다. BPSK4QAM은 구적 위상 편이 방식 (QPSK)과 동일합니다.

또한 8QAM 널리 사용되지 않습니다. 8QAM의 에러 레이트 성능이 거의 16QAM와 동일하기 때문이다 - 그것은 단지 3/4 0.5QAM의 그것 만 16 dB 우수하고 상기 데이터 레이트에 관한 것입니다. 이는 오히려 별자리의 정방형보다는 직사각형에서 발생한다.

#QAM 장점과 단점

QAM이 효율성을 높이는 것처럼 보이지만 전달 진폭 및 위상 변이를 모두 사용하여 무선 통신 시스템의 경우 많은 단점이 있습니다. 

● 첫 번째는 신호가 다른 결정 지점으로 이동하기 위해 더 낮은 레벨의 노이즈가 필요하기 때문에 상태가 더 가깝기 때문에 노이즈에 더 취약하다는 것입니다. 위상 또는 주파수 변조에 사용되는 수신기는 진폭 잡음을 제거하여 잡음 신뢰도를 향상시킬 수있는 제한 증폭기를 사용할 수 있습니다. QAM의 경우에는 그렇지 않습니다.

● 두 번째 제한은 또한 신호의 진폭 성분과 연관된다. 위상 또는 주파수 변조 신호를 무선 송신부에서 증폭되면, 진폭 성분을 포함하는 QAM을 사용할 때, 선형성이 유지되어야하는 반면, 선형 증폭기를 사용할 필요가 없다. 불행하게도 선형 증폭기는 덜 효율적이며, 더 많은 전력을 소비하고,이 모바일 애플리케이션에 덜 매력적 수 있습니다.

참조 : >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM 변조 유형

#QAM 대 PSK 및 기타 모드
변조 형식을 결정할 때는 AM과 PSK 및 각 모드가 제공하는 것을보고있는 다른 모드를 비교할 가치가 있습니다.

장점 및 QAM을 이용하는 단점이 있기 때문에 그것은 최적 모드에 대한 결정을 내리기 전에 다른 모드와 QAM과 비교하는 것이 필요하다. 신호 레벨, 노이즈, 데이터 레이트 요구 등 - 일부 무선 통신 시스템은 동적 링크 조건 및 요구 사항에 따라 변조 방식을 변경

아래의 표는 변조 다양한 형태의 비교 :

조정	심볼 당 비트	-오류 마진-	복잡성
좋아	1	1/2	0.5	낮은
BPSK	1	1	1	중급
QPSK	2	1 / √2	0.71	중급
16화	4	√2 / 6	0.23	높은
64QAM	6	√2 / 14	0.1	높은

일반적으로 그것은 8-PSK를 사용하여 달성 할 수 있음 그 위의 데이터 속도가 필요한 경우는 직교 진폭 변조를 사용하는 것이 더 일반적이다 것을 알 수있다. 그것은 I 인접 포인트들 사이의 거리보다 갖기 때문이다 - Q 평면이 그 잡음 내성을 향상시킨다. 따라서 그것은 더 낮은 신호 레벨에서 동일한 데이터 레이트를 달성 할 수있다.

그러나 더 이상 점 동일한 진폭. 이것은 복조기는 위상 및 진폭 모두를 검출해야한다는 것을 의미한다. 또한 진폭이 변한다는 사실은 선형 증폭기 SI는 신호를 증폭하기 위해 필요한 것을 의미한다.

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