Квадратурная модуляция

Технологии модуляции  п·Аналоговая модуляция
AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ
Цифровая модуляция
АМн · ФМн · КАМ · ЧМн · GMSK OFDM · COFDM · TCM
Импульсная модуляция
АИМ · ДМ · ИКМ · ΣΔ · ШИМ · ЧИМ · ФИМ
Расширение спектра
FHSS · DSSS
См. также: Демодуляция

Квадратурная модуляция: вид сигнала цветности PAL на экране векторного анализатора

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°, каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом:

$\ S(t) = I (t) \cos (2 \pi f_0 t) + Q (t) \sin (2 \pi f_0 t)$,

где $I(t)$ и $Q(t)$ — модулирующие сигналы, $f_0$ — 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. В англоязычной литературе такой тип манипуляции часто называют QAM, обозначение QASK применяется редко.

Сигнальное созвездие 16-позиционного КАМн сигнала

Формирование сигнала

Предположим, что количество сигналов $q$ равно $2^{m}$, где $m$ показывает число бит, переносимых одним сигналом. Пусть для начала $m = 2k$, $k$ — натуральное. Тогда $\sqrt q = 2^k$. Тогда сигналу с номером $i$ можно поставить в соответствие два числа $i_1$ и $i_2$, $i_1, i_2 = 0,1,...,\sqrt q-1$ по следующему правилу: $i = i_1\sqrt q + i_2$. Пусть

$s_{i_1} = A(1 - \frac{2i_1}{\sqrt q - 1})$ и $s_{i_2} = A(1 - \frac{2i_2}{\sqrt q - 1})$.

Тогда величины $s_{i_1}$ и $s_{i_2}$ будут равномерно расположены в интервале $[-A,A]$. Минимальное расстояние, как можно установить из рисунка, $\Delta = \frac{2A}{\sqrt q - 1}$.

Если $m = 2k -1$, то сигнальное множество строится путем прореживания сигнального множества для $q = 2^{2k}$. Для этого случая минимальное расстояние $\Delta' = \sqrt 2\Delta = \frac{2\sqrt 2A}{\sqrt q - 1}$

Применение

Квадратурная модуляция применяется для передачи сигналов цветности в телевизионном стандарте PAL и NTSC, в стереофоническом радиовещании.

См. также

• Амплитудная модуляция
• Фазовая модуляция

Литература

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

Ссылки

• Полосовые радиосигналы. Комплексная огибающая и универсальный квадратурный модулятор