16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、512QAM、1024QAM、2048QAM、および4096QAMを含む直交振幅変調（QAM）は、アナログとデジタルの両方の変調方式です。振幅偏移変調（ASK）デジタル変調方式または振幅変調（AM）アナログ変調方式を使用して、XNUMXつの搬送波の振幅を変更（変調）することにより、XNUMXつのアナログメッセージ信号またはXNUMXつのデジタルビットストリームを伝送します。

なぜより高いQAMレベルが使用されるのですか？
最新のワイヤレスネットワークは、多くの場合、より高い容量を要求し、必要とします。固定チャネルサイズの場合、QAM変調レベルを上げるとリンク容量が増えます。低QAMレベルでの容量の増分増加は重要であることに注意してください。ただし、QAMが高い場合、容量の増加ははるかに小さくなります。たとえば、増加します
1024QAMから2048QAMまでは、10.83％の容量増加が得られます。
2048QAMから4096QAMまでは、9.77％の容量増加が得られます。

QAM増加容量テーブル

より高いQAMのペナルティは何ですか？

受信機の感度が大幅に低下します。 QAMの増分ごとに（たとえば、512から1024QAM）、受信機の感度が-3dB低下します。これにより、範囲が狭くなります。送信機での線形性要件の増加により、QAMレベルが増加した場合にも送信電力が減少します。これは、QAM増分ごとに約1dBになる可能性があります。

512-QAM、1024-QAM、2048-QAM、および4096-QAMの比較
この記事では、512-QAMと1024-QAMと2048-QAMと4096-QAMを比較し、512-QAM、1024-QAM、2048-QAM、および4096-QAM変調技術の違いについて説明します。他の変調タイプに対するQAMの長所と短所について説明します。 16-QAM、64-QAM、および256-QAMへのリンクも記載されています。

QAM変調を理解する
ワイヤレスベースバンド（つまり物理層）チェーンの送信機から受信機へのQAM変調プロセスから始めます。プロセスを説明するために、64-QAMの例を使用します。 QAMコンステレーションの各シンボルは、固有の振幅と位相を表します。したがって、それらは受信機の他のポイントと区別することができます。

64QAM直交振幅変調

図1：64-QAMのマッピングとデマッピング

•図1に示すように、64-QAMまたはその他の変調が入力バイナリビットに適用されます。

•QAM変調は、入力ビットを、時間領域波形の振幅/位相の変化によってビットを表す複雑なシンボルに変換します。 64QAMを使用すると、送信機で6ビットがXNUMXつのシンボルに変換されます。
•ビットからシンボルへの変換は送信機で行われ、逆方向（つまりシンボルからビットへの変換）は受信機で行われます。受信機では、6つのシンボルがデマッパーの出力としてXNUMXビットを提供します。
•図は、ベースバンド送信機と受信機でそれぞれQAMマッパーとQAMデマッパーの位置を示しています。デマッピングは、フロントエンドの同期後、つまり、受信した障害のあるベースバンドシンボルからチャネルおよびその他の障害が修正された後に実行されます。
•データマッピングまたは変調プロセスは、送信機とPAのRFアップコンバージョン（U / C）の前に実行されます。このため、高次の変調では、送信側で高線形PA（パワーアンプ）を使用する必要があります。

QAMマッピングプロセス

64QAMマッピング変調

図：2-QAMマッピングプロセス

64-QAMでは、64という数字は2 ^ 6を表します。
ここで、6はビット/シンボルの数を表し、6-QAMでは64です。
同様に、以下に説明するように、512-QAM、1024-QAM、2048-QAM、4096-QAMなどの他の変調タイプにも適用できます。
次の表では、64-QAMエンコードルールについて説明しています。それぞれのワイヤレス規格のエンコードルールを確認してください。 64-QAMのKMOD値は1 / SQRT（42）です。

QAMマッパー入力パラメーター：バイナリビット

QAMマッパー出力パラメーター：複雑なデータ（I、Q）

64-QAMマッパーはバイナリ入力を受け取り、出力として複雑なデータシンボルを生成します。上記のエンコードテーブルを使用して変換プロセスを実行します。変換プロセスの前に、データは6ビットのペアにグループ化されます。ここで、（b5、b4、b3）はI値を決定し、（b2、b1、b0）はQ値を決定します。

例：バイナリ入力：（b5、b4、b3、b2、b1、b0）=（011011）
複雑な出力：（1 / SQRT（42））*（7 + j * 7）

512QAM変調

図3、512-QAMコンスタレーションダイアグラム

上の図は、512-QAMコンスタレーションダイアグラムを示しています。この変調タイプでは、16つの象限のそれぞれに512ポイントが存在しないため、合計128ポイントになり、各象限に9ポイントが含まれることに注意してください。 512-QAMでもシンボルあたり512ビットを持つことが可能です。 50QAMは、64-QAM変調タイプと比較して容量をXNUMX％増加させます。

1024QAM変調コンステレーション

この図は、1024-QAMコンスタレーションダイアグラムを示しています。

シンボルあたりのビット数：10
シンボルレート：ビットレートの1/10
64-QAMと比較した容量の増加：約66.66％

2048QAM変調コンステレーション

2048-QAM変調の特性は次のとおりです。

シンボルあたりのビット数：11
シンボルレート：ビットレートの1/11
容量が64-QAMから1024QAMに増加：83.33％の増加
容量が1024QAMから2048QAMに増加：10.83％の増加
512つの象限内の総星座ポイント：XNUMX

4096QAM変調コンステレーション

4096-QAM変調の特性は次のとおりです。

シンボルあたりのビット数：12
シンボルレート：ビットレートの1/12
容量が64-QAMから409QAMに増加：100％の増加
容量が2048QAMから4096QAMに増加9.77％増加
1024つの象限内の総星座ポイント：XNUMX

他の変調タイプに対するQAMの利点
QAM変調の利点は次のとおりです。
•802.11つのキャリアでより多くのビットが伝送されるため、高いデータレートを実現できます。このため、LTE、LTE-Advancedなどの最新のワイヤレス通信システムで人気があります。802.11n802.11ac、XNUMXadなどの最新のWLANテクノロジーでも使用されています。

他の変調タイプに対するQAMの欠点
QAM変調の欠点は次のとおりです。
•シングルキャリアに1ビット以上をマッピングすることでデータレートが向上しましたが、レシーバでビットをデコードするには高いSNRが必要です。
•送信機には高い直線性PA（パワーアンプ）が必要です。
•高いSNRに加えて、より高い変調技術では、エラーなしでシンボルをデコードするために、非常に堅牢なフロントエンドアルゴリズム（時間、周波数、およびチャネル）が必要です。

詳細については

マイクロ波リンクの詳細については、お問い合わせ（英語）

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