Tipi di modulazione 512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM

"QAM è l'acronimo di Quadrature Amplitude Modulation. Ogni simbolo nella costellazione QAM rappresenta l'ampiezza e la fase uniche. Quindi possono essere distinti dagli altri punti sul ricevitore. ----- FMUSER"

Cerchiamo di comprendere il processo di modulazione QAM su trasmettitore e ricevitore nella catena wireless baseband (ovvero strato fisico). Prenderemo l'esempio di 64-QAM per illustrare il concetto.

Fig: 1, 64-QAM Mapping e Demapping

● Come mostrato nella figura 1, 64-QAM o qualsiasi altra modulazione viene applicata sui bit binari di ingresso.
● I Modulazione QAM converte i bit di input in simboli complessi che rappresentano i bit per variazione di ampiezza / fase della forma d'onda del dominio del tempo. 64QAM converte 6 bit in un simbolo sul trasmettitore.
● La conversione da bit a simboli avviene in trasmettitore mentre il contrario (ovvero i simboli in bit) ha luogo sul ricevitore. Al ricevitore, un simbolo fornisce 6 bit come uscita del demapper.
● La figura mostra la posizione del mapper QAM e del demapper QAM rispettivamente nel trasmettitore e nel ricevitore in banda base. La de-mappatura viene eseguita dopo la sincronizzazione del front-end, ovvero dopo che il canale e altri problemi sono stati corretti dai simboli della banda base compromessi ricevuti.
● Il processo di mappatura o modulazione dei dati viene eseguito prima della conversione RF (U / C) nel trasmettitore e nella PA. Per questo motivo, una modulazione di ordine superiore richiede l'uso di un PA (Amplificatore di potenza) altamente lineare all'estremità di trasmissione.

Vedi anche: >> Confronto di 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

# 64-QAM Processo di mappatura

Fig: 2, processo di mappatura 64-QAM

In 64-QAM, il numero 64 si riferisce a 2 ^ 6. Qui 6 rappresenta il numero di bit / simbolo che è 6 in 64-QAM.

Allo stesso modo può essere applicato ad altri tipi di modulazione come 512-QAM, 1024-QAM, 2048-QAM e 4096-QAM come descritto di seguito.

La tabella seguente menziona la regola di codifica 64-QAM. Controllare la regola di codifica nel rispettivo standard wireless. Il valore KMOD per 64-QAM è 1 / SQRT (42).

Bit di input (b5, b4, b3)	Io fuori	Bit di input (b2, b1, b0)	Q-out
011	7	011	7
010	5	010	5
000	3	000	3
001	1	001	1
101	-1	101	-1
100	-3	100	-3
110	-5	110	-5
111	-7	111	-7

● Mappatore QAM Parametri di input: bit binari
● Mappatore QAM Parametri di output: dati complessi

Vedi anche: >> Teoria e formule di QAM 

Il mapper 64-QAM accetta l'input binario e genera simboli di dati complessi come output. Utilizza la tabella di codifica sopra menzionata per eseguire il processo di conversione. Prima del processo di copertura, i dati sono raggruppati in una coppia di 6 bit. Qui, (b5, b4, b3) determina il valore I e (b2, b1, b0) determina il valore Q.

● Esempio: input binario: (b5, b4, b3, b2, b1, b0) = (011011)

● Uscita complessa: (1 / SQRT (42)) * (7 + j * 7)

Come sappiamo nella modulazione digitale, la banda di base è suddivisa in componenti in fase (I) e fase in quadratura (Q). La combinazione di I e Q è nota come segnale modulante in banda base. Viene anche indicato come diagramma IQ. Il diagramma di costellazione rappresenta tutti i possibili simboli modulati che verranno utilizzati dalla tecnica di modulazione per mappare i bit di informazioni. Questi diversi simboli sono rappresentati nel piano complesso con le loro informazioni di ampiezza e fase. Le figure seguenti mostrano il diagramma di costellazione 512 QAM e il diagramma di costellazione 1024 QAM.

Vedi anche: >> Sei indice dei formati QAM che dovresti sapere 

Modulazione # 512-QAM

La figura 3 mostra il diagramma di costellazione 512-QAM. 

Non esistono circa 16 punti in ciascuno dei quattro quadranti per fare un totale di 512 punti con 128 punti in ciascun quadrante in questo tipo di modulazione. È possibile avere 9 bit per simbolo anche in 512-QAM. 512QAM aumenta la capacità del 50% rispetto al tipo di modulazione 64-QAM.

Modulazione # 1024-QAM

La figura mostra il diagramma di costellazione 1024-QAM.
● Numero di bit per simbolo: 10
● Symbol rate: 1/10 di bit rate
● Aumento della capacità rispetto a 64-QAM: circa il 66.66%

Modulazione # 2048-QAM

Di seguito sono riportate le caratteristiche della modulazione 2048-QAM.
● Numero di bit per simbolo: 11
● Symbol rate: 1/11 di bit rate
● Aumento della capacità rispetto a 64-QAM: circa il 83.33%

● Punti di costellazione totali in un quadrante: 512

Vedi anche: >> Modulatore e demodulatore QAM  

Modulazione # 4096-QAM
Di seguito sono riportate le caratteristiche della modulazione 4096-QAM.
● Numero di bit per simbolo: 12
● Symbol rate: 1/12 di bit rate
● Aumento della capacità rispetto a 64-QAM: circa il 100%

● Punti di costellazione totali in un quadrante: 1024

La tabella seguente mette a confronto 512 modulazioni QAM vs 1024 modulazioni QAM vs 2048 modulazioni QAM vs 4096 tipi di modulazione QAM e deriva la differenza tra le tecniche di modulazione 512-QAM, 1024-QAM, 2048-QAM e 4096-QAM.

Specifiche	512QAM	1024QAM	2048QAM	4096QAM
Numero di bit per simbolo	9	10	11	12
Symbol rate	1/9 di bit rate	1/10 di bit rate	1/11 di bit rate	1/12 di bit rate
Punti totali nel diagramma della costellazione	512	1024	2048	4096
Aumento della capacità rispetto a 64-QAM	50%	66.66%	83.33%	100%

Cerchiamo di comprendere i vantaggi e gli svantaggi di QAM rispetto ad altri tipi di modulazione.

#Vantaggi di QAM rispetto a oaltri tipi di modulazione
Di seguito sono riportati i vantaggi della modulazione QAM:
● Aiuta a raggiungere un'alta velocità di dati poiché un numero maggiore di bit viene trasportato da un vettore. Per questo motivo è diventato popolare nei moderni sistemi di comunicazione wireless come WiMAX, LTE, LTE-Advanced ecc. Viene anche utilizzato nelle ultime tecnologie WLAN come 802.11n 802.11 ac, 802.11 ad ecc.
Svantaggi del QAM rispetto ad altri tipi di modulazione
Di seguito sono riportati gli svantaggi della modulazione QAM:
● Sebbene la velocità dei dati sia stata aumentata mappando più di 1 bit su un singolo vettore, richiede un SNR elevato per decodificare i bit sul ricevitore.
● Necessita di un PA (amplificatore di potenza) altamente lineare sul trasmettitore.
● Oltre all'alto SNR, le tecniche di modulazione superiore richiedono algoritmi front-end molto robusti (tempo, frequenza e canale) per decodificare i simboli senza errori.

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