∧?請關(guān)注為星標(biāo)，在知識的海洋每天進步1%第 483?期QAM(正交振幅調(diào)制)：QAM是Quadrature Amplitude Modulation的縮寫，中文譯名為“正交振幅調(diào)制”，其幅度和相位同時變化，屬于非恒包絡(luò)二維調(diào)制。QAM是正交載波調(diào)制技術(shù)與多電平振幅鍵控的結(jié)合 。

▌QAM概述

? ? ? ?隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，特別是移動通信技術(shù)高速發(fā)展，新的需求促使新的業(yè)務(wù)不斷產(chǎn)生，因而導(dǎo)致頻率資源越來越緊張。在有限的帶寬里要傳輸大量的多媒體數(shù)據(jù)，頻譜利用率成為當(dāng)前至關(guān)重要的課題，由于具有高頻譜利用率、高功率譜密度等優(yōu)勢，16QAM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng).在很多寬帶應(yīng)用領(lǐng)域，比如數(shù)字電視廣播，Internet寬帶接入，QAM系統(tǒng)都得到了廣泛的應(yīng)用。QAM用于數(shù)字調(diào)制方面，有4QAM、8QAM、16QAM、32QAM等調(diào)制方式。其中，16QAM和32QAM廣泛用于數(shù)字有線電視系統(tǒng)。

▌QAM的基本原理

? ? ??正交振幅是一種將兩種調(diào)幅信號(2ASK和2PSK)匯合到一個信道的方法，因此會雙倍擴展有效帶寬，正交調(diào)幅被用于脈沖調(diào)幅。正交調(diào)幅信號有兩個相同頻率的載波，但是相位相差90度(四分之一周期)。一個信號叫I信號，另一個信號叫Q信號。從數(shù)學(xué)角度將一個信號表示成正弦，另一個表示成余弦。兩種被調(diào)制的載波在發(fā)射時已被混和。到達目的地后，載波被分離，數(shù)據(jù)被分別提取然后和原始調(diào)制信息相混和。

? ? ? ?QAM發(fā)射信號集可以用星座圖方便地表示。星座圖上每一個星座點對應(yīng)發(fā)射信號集中的一個信號。設(shè)正交幅度調(diào)制的發(fā)射信號集大小為N，稱之為N-QAM。星座點經(jīng)常采用水平和垂直方向等間距的正方網(wǎng)格配置，當(dāng)然也有其他的配置方式。數(shù)字通信中數(shù)據(jù)常采用二進制表示，這種情況下星座點的個數(shù)一般是2的冪。常見的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等。星座點數(shù)越多，每個符號能傳輸?shù)男畔⒘烤驮酱蟆５?#xff0c;如果在星座圖的平均能量保持不變的情況下增加星座點，會使星座點之間的距離變小，進而導(dǎo)致誤碼率上升。因此高階星座圖的可靠性比低階要差。

? ? ? 模擬信號的相位調(diào)制和數(shù)字信號的PSK可以被認(rèn)為是幅度不變、僅有相位變化的特殊的正交幅度調(diào)制。由此，模擬信號頻率調(diào)制和數(shù)字信號FSK也可以被認(rèn)為是QAM的特例，因為它們本質(zhì)上就是相位調(diào)制。這里主要討論數(shù)字信號的QAM，雖然模擬信號QAM也有很多應(yīng)用，例如NTSC和PAL制式的電視系統(tǒng)就利用正交的載波傳輸不同的顏色分量。

▌QAM的特點和應(yīng)用

? ? ? ??QAM調(diào)制方式的多媒體高速寬帶數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)采用DVB-C有線數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)，代表著數(shù)字化發(fā)展方向，有16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM之分，數(shù)字越大，頻帶利用率越高，但同時抗干擾能力也隨之降低。采用64QAM調(diào)制方式，可在傳統(tǒng)的8MHz模擬頻道帶寬上傳輸約40Mbps數(shù)據(jù)流，在一個標(biāo)準(zhǔn)PAL通道上傳輸4~8套數(shù)字電視節(jié)目，它的末端用戶可以是計算機，也可以是帶數(shù)字機頂盒的電視機。QAM在安全授權(quán)方面比QPSK調(diào)制方式更可靠，完全能滿足海量信息傳輸?shù)男枰?#xff0c;其傳輸速率更高，通道還可優(yōu)化。

? ? ? ? QAM目前還被廣泛用于ADSL調(diào)制技術(shù)，在QAM調(diào)制中，發(fā)送數(shù)據(jù)在比特/符號編碼器內(nèi)被分成速率各為原來1/2的兩路信號，分別與一對正交調(diào)制分量相乘，求和后輸出。接收端完成相反過程，正交解調(diào)出兩個相反碼流，均衡器補償由信道引起的失真，判決器識別復(fù)數(shù)信號并映射回二進制信號。采用QAM調(diào)制技術(shù)，信道帶寬至少要等于碼元速率，為了定時恢復(fù)，還需要另外的帶寬，一般要增加15%左右。與其他調(diào)制技術(shù)相比，QAM調(diào)制技術(shù)具有充分利用帶寬、抗噪聲強等特點。

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