512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM Modulationstypen

"QAM steht für Quadraturamplitudenmodulation. Jedes Symbol in der QAM-Konstellation repräsentiert eine eindeutige Amplitude und Phase. Daher können sie von den anderen Punkten am Empfänger unterschieden werden. ----- FMUSER"

Lassen Sie uns den QAM-Modulationsprozess an Sender und Empfänger in der Kette des drahtlosen Basisbands (dh der physikalischen Schicht) verstehen. Wir werden ein Beispiel von 64-QAM nehmen, um das Konzept zu veranschaulichen.

Abb: 1, 64-QAM-Mapping und Demapping

● Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird 64-QAM oder eine andere Modulation auf die binären Eingangsbits angewendet.
● Das QAM-Modulation wandelt Eingangsbits in komplexe Symbole um, die Bits durch Variation der Amplitude / Phase der Zeitbereichswellenform darstellen. Der 64QAM wandelt 6 Bit am Sender in ein Symbol um.
● Die Umwandlung der Bits in Symbole erfolgt am Sender während der Rückwärtsgang (dh Symbole zu Bits) am Empfänger stattfindet. Beim Empfänger gibt ein Symbol 6 Bits als Ausgabe des Demappers an.
● Die Abbildung zeigt die Position des QAM-Mappers und des QAM-Demappers im Basisbandsender bzw. -empfänger. Das Demapping erfolgt nach der Front-End-Synchronisation, dh nachdem Kanal- und andere Beeinträchtigungen aus den empfangenen beeinträchtigten Basisbandsymbolen korrigiert wurden.
● Der Datenabbildungs- oder Modulationsprozess erfolgt vor der HF-Aufwärtskonvertierung (U / C) im Sender und in der PA. Aus diesem Grund erfordert eine Modulation höherer Ordnung die Verwendung eines hochlinearen PA (Leistungsverstärkers) am Sendeende.

Siehe auch: >> Vergleich von 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM, 256-QAM 

# 64-QAM-Zuordnungsprozess

Abb: 2, 64-QAM-Zuordnungsprozess

In 64-QAM bezieht sich die Zahl 64 auf 2 ^ 6. Hier repräsentiert 6 die Anzahl der Bits / Symbole, die 6 in 64-QAM ist.

In ähnlicher Weise kann es auf andere Modulationstypen wie 512-QAM, 1024-QAM, 2048-QAM und 4096-QAM angewendet werden, wie nachstehend beschrieben.

In der folgenden Tabelle wird die 64-QAM-Codierungsregel erwähnt. Überprüfen Sie die Kodierungsregel im jeweiligen Funkstandard. Der KMOD-Wert für 64-QAM beträgt 1 / SQRT (42).

Eingangsbits (b5, b4, b3)	Ich-Aus	Eingangsbits (b2, b1, b0)	Q-Aus
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

● QAM-Mapper Eingabeparameter: Binäre Bits
● QAM-Mapper Ausgabeparameter: komplexe Daten

Siehe auch: >> QAM-Theorie und Formeln 

Der 64-QAM-Mapper verwendet Binäreingaben und generiert komplexe Datensymbole als Ausgabe. Für den Konvertierungsprozess wird die oben genannte Codierungstabelle verwendet. Vor dem Coversion-Prozess werden die Daten in 6-Bit-Paare gruppiert. Hier bestimmt (b5, b4, b3) den I-Wert und (b2, b1, b0) den Q-Wert.

● Beispiel: Binäreingabe: (b5, b4, b3, b2, b1, b0) = (011011)

● Komplexe Ausgabe: (1 / SQRT (42)) * (7 + j * 7)

Wie wir bei der digitalen Modulation wissen, ist das Basisband in Komponenten der Phase (I) und der Quadraturphase (Q) unterteilt. Die Kombination von I und Q ist als Basisband-Modulationssignal bekannt. Es wird auch als IQ-Diagramm bezeichnet. Das Konstellationsdiagramm stellt alle möglichen modulierten Symbole dar, die von der Modulationstechnik verwendet werden, um die Informationsbits abzubilden. Diese verschiedenen Symbole werden in der komplexen Ebene mit ihren Amplituden- und Phaseninformationen dargestellt. Die folgenden Abbildungen zeigen ein 512-QAM-Konstellationsdiagramm und ein 1024-QAM-Konstellationsdiagramm.

Siehe auch: >> Sechs QAM-Formate Index, den Sie kennen sollten 

# 512-QAM-Modulation

Die Abbildung 3 zeigt ein 512-QAM-Konstellationsdiagramm. 

In jedem der vier Quadranten existieren nicht ungefähr 16 Punkte, um insgesamt 512 Punkte mit 128 Punkten in jedem Quadranten in diesem Modulationstyp zu erhalten. Es ist auch möglich, 9 Bits pro Symbol in 512-QAM zu haben. 512QAM erhöht die Kapazität um 50% im Vergleich zum 64-QAM-Modulationstyp.

# 1024-QAM-Modulation

Die Abbildung zeigt ein 1024-QAM-Konstellationsdiagramm.
● Anzahl der Bits pro Symbol: 10
● Symbolrate: 1/10 der Bitrate
● Kapazitätssteigerung im Vergleich zu 64-QAM: ca. 66.66%

# 2048-QAM-Modulation

Es folgen die Eigenschaften der 2048-QAM-Modulation.
● Anzahl der Bits pro Symbol: 11
● Symbolrate: 1/11 der Bitrate
● Kapazitätssteigerung im Vergleich zu 64-QAM: ca. 83.33%

● Gesamtkonstellationspunkte in einem Quadranten: 512

Siehe auch: >> QAM Modulator & Demodulator  

# 4096-QAM-Modulation
Es folgen die Eigenschaften der 4096-QAM-Modulation.
● Anzahl der Bits pro Symbol: 12
● Symbolrate: 1/12 der Bitrate
● Kapazitätssteigerung im Vergleich zu 64-QAM: ca. 100%

● Gesamtkonstellationspunkte in einem Quadranten: 1024

Die folgende Tabelle vergleicht 512-QAM-Modulation mit 1024-QAM-Modulation mit 2048-QAM-Modulation mit 4096-QAM-Modulationstypen und leitet den Unterschied zwischen 512-QAM-, 1024-QAM-, 2048-QAM- und 4096-QAM-Modulationstechniken ab.

Spezifikationen	512 QAM	1024 QAM	2048 QAM	4096 QAM
Anzahl der Bits pro Symbol	9	10	11	12
Symbolrate	1/9 der Bitrate	1/10 der Bitrate	1/11 der Bitrate	1/12 der Bitrate
Gesamtpunkte im Konstellationsdiagramm	512	1024	2048	4096
Kapazitätserhöhung im Vergleich zu 64-QAM	50%	66.66%	83.33%	100%

Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile von QAM gegenüber anderen Modulationstypen verstehen.

#Vorteile von QAM gegenüber oandere Modulationstypen
Im Folgenden sind die Vorteile der QAM-Modulation aufgeführt:
● Hilft bei der Erzielung einer hohen Datenrate, da mehr Bits von einem Träger übertragen werden. Aus diesem Grund ist es in modernen drahtlosen Kommunikationssystemen wie WiMAX, LTE, LTE-Advanced usw. populär geworden. Es wird auch in den neuesten WLAN-Technologien wie 802.11n 802.11 ac, 802.11 ad usw. verwendet.
Nachteile von QAM gegenüber anderen Modulationstypen
Im Folgenden sind die Nachteile der QAM-Modulation aufgeführt:
● Obwohl die Datenrate durch Abbildung von mehr als 1 Bit auf einen einzelnen Träger erhöht wurde, erfordert sie ein hohes SNR, um die Bits am Empfänger zu decodieren.
● Benötigen Sie einen hochlinearen PA (Leistungsverstärker) am Sender.
● Zusätzlich zu einem hohen SNR benötigen höhere Modulationstechniken sehr robuste Front-End-Algorithmen (Zeit, Frequenz und Kanal), um die Symbole fehlerfrei zu decodieren.

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