Квадратурная модуляция

Квадратурная модуляция, квадратурная амплитудная модуляция (КАМ, КАМн; англ. Quadrature Amplitude Modulation, QAM) — разновидность амплитудной модуляции сигнала, которая представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90° (π/2 радиан, т.е., четверть полного угла, поэтому «квадратурная»), каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом:

,

где и  — модулирующие сигналы,  — несущая частота.

Квадратурной амплитудной манипуляцией (КАМн; англ. Quadrature Amplitude-Shift Keying, QASK) называется манипуляция, при которой изменяется как фаза, так и амплитуда сигнала, что позволяет увеличить количество информации, передаваемой одним состоянием (отсчётом) сигнала.

Содержание

Формирование сигнала

 
Сигнальное созвездие 16-позиционного КАМн-сигнала

Предположим, что количество сигналов   равно  , где   показывает число бит, переносимых одним сигналом. Пусть для начала  ,   — натуральное. Тогда  . Тогда сигналу с номером   можно поставить в соответствие два числа   и  ,   по следующему правилу:  . Пусть

  и  .

Тогда величины   и   будут равномерно расположены в интервале  . Минимальное расстояние составит  .

Если  , то сигнальное множество строится путём прореживания сигнального множества для  . Для этого случая минимальное расстояние  

Применение

 
Квадратурная модуляция: вид сигнала цветности PAL на экране векторного анализатора

Квадратурная модуляция применяется для передачи сигналов цветности в телевизионном стандарте PAL и NTSC, в стереофоническом радиовещании, в системах программно-определяемого радио (ПОР, SDR).

В простейшей ПОР квадратурно-модулированный сигнал с приёмника подаётся на вход звуковой карты, где оцифровывается АЦП и далее обрабатывается программно; в хороших системах АЦП уже встроен, он имеет бóльшую разрядность и быстродействие, и сигнал в компьютер подаётся цифровой, обычно через USB. ПОР позволяет получить с приёмника сигнал не одной радиостанции, а сразу некоторый диапазон частот. Для его анализа, декодирования и отображения применяют программное обеспечение (например, GQRX, SDR-Radio и др.)

См. также

Литература

  • Цифровая обработка сигналов. Сергиенко А. Б. 2002. стр 458,467-468

Ссылки