söndag5 februari

Kontakt

Annonsera

E-tidning

Sök

Starta din prenumeration

Prenumerera

Klimat

Dagens ord: Kvadraturamplitudmodulation

Publicerad: 30 januari 2009, 10:43

Under tidens gång har många typer av modulation använts för att överföra data på ledning och i luften.


Allt eftersom tiden gått har utnyttjandet av spektrum blivit allt bättre. Morse-sändningar håller visserligen liten bandbredd, men datatakten är inte särskilt hög. Amplitudmodulation dras med ett onödigt sidband och en ständigt närvarande onödig bärvåg. FM-modulation varierar sin bandbredd beroende på innehållet, vilket är onödigt med tanke på att sändningen ändå har fast tilldelad bandbredd. Enkelt sidband (SSB) är effektivare, där man gjort sig av med ett sidband och den onödiga bärvågen. Men metoden utnyttjar inte kanalen helt, eftersom den är analogt modulerad.

Alla som sänder något av betydelse idag använder sig av digital kvadraturamplitudmodulation, eller QAM. Det används i digital-TV, 3G-telefoni, Wimax, DAB-radio, DRM-radio på kortvågen, videosändningar till mobiltelefoner och fanns med i de sista telefonmodemen.

Efter ett antal utflykter i modulationens snårskogar med OOK, FSK, ASK, PSK, MSK, CPM, PPM, TCM och OFDM är vi till slut framme vid skapelsens krona QAM, som är en modulationsmetod som används till dataöverföring genom att man amplitudmodulerar två bärvågor av samma frekvens och sedan slår ihop dem. De båda vågorna är 90 grader ur fas (alltså sinus och cosinus) med varandra och kallas därför kvadraturbärvågor. Det är möjligt att höra de båda bärvågorna som separata enheter genom att sinusbärvågen har sitt maximum när cosinusbärvågen har sitt minimum, men det kräver givetvis synkronisering.

Modulerar man vardera bärvågens amplitud med 2 databitar kan varje svängning överföra 4 databitar, vilket kallas 16-QAM för att det finns 16 möjliga kombinationer. Detta kan representeras som ett antal punkter i ett konstellationsdiagram, i detta fall 16 punkter. Ju fler punkter man kan pressa in i konstellationen, dvs ju fler databitar man kan modulera varje bärvåg med, desto mer data kan man överföra på samma bandbredd med samma energi, men eftersom överföringen blir allt svårare att koda av tillförlitligt (pga flervägsutbredning och brus) kommer ett högre antal konstellationspunkter att resultera i sämre bit error rate. Kan man skruva upp energin, kan man komma förbi även detta.

Spektralutnyttjandet i QAM är totalt. Modulationen fyller upp hela det tillåtna bandet med 100 % modulation och sidbanden är minimala. I en spektrumanalysator ser bärvågen ut som en fyrkantig klump. Allting handlar om hur mycket data man kan pressa igenom en given kanal med en given energi.

Digital-TV med flera brukar sändas med någon av modulationsformerna 8-QAM, 16-QAM eller 64-QAM. I USA använder man 64-QAM och 256-QAM för kabeltelevision. Under QAM-hatten brukar man också räkna in 2-QAM och 4-QAM, som har andra namn, nämligen BPSK (binary phase-shift keying) och QPSK (quadrature phase-shift keying).

Jörgen Städje

Dela artikeln:

Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Välj nyhetsbrev