512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 tipos de modulação QAM

"QAM significa Modulação de Amplitude em Quadratura. Cada símbolo na constelação de QAM representa amplitude e fase únicas. Portanto, elas podem ser distinguidas dos outros pontos no receptor. ----- FMUSER"

Vamos entender o processo de modulação QAM no transmissor e receptor na cadeia de banda base sem fio (ou seja, camada física). Vamos dar um exemplo do QAM 64 para ilustrar o conceito.

Fig: 1, Mapeamento e Demapeamento de 64 QAM

● Como mostrado na figura 1, 64-QAM ou qualquer outra modulação é aplicada nos bits binários de entrada.
● A Modulação QAM converte bits de entrada em símbolos complexos que representam bits por variação na amplitude / fase da forma de onda no domínio do tempo. O 64QAM converte 6 bits em um símbolo no transmissor.
● A conversão de bits em símbolos ocorre no transmissor enquanto o reverso (ou seja, símbolos para bits) ocorre no receptor. No receptor, um símbolo fornece 6 bits como saída do desmapper.
● A figura mostra a posição do mapeador QAM e do desmapper QAM no transmissor e receptor de banda base, respectivamente. O demapeamento é feito após a sincronização do front-end, ou seja, após a correção do canal e outras deficiências a partir dos símbolos de banda base prejudicados recebidos.
● O processo de mapeamento ou modulação de dados é realizado antes da conversão ascendente de RF (U / C) no transmissor e no PA. Devido a isso, a modulação de ordem superior requer o uso de PA (Amplificador de Potência) altamente linear na extremidade da transmissão.

Veja também: >> Comparação de 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

# 64-Processo de mapeamento QAM

Fig: 2, processo de mapeamento de 64 QAM

No QAM 64, o número 64 refere-se a 2 ^ 6. Aqui 6 representa o número de bits / símbolo que é 6 em 64-QAM.

Da mesma forma, pode ser aplicado a outros tipos de modulação, como 512-QAM, 1024-QAM, 2048-QAM e 4096-QAM, conforme descrito abaixo.

A tabela a seguir menciona a regra de codificação 64-QAM. Verifique a regra de codificação no respectivo padrão sem fio. O valor KMOD para 64-QAM é 1 / SQRT (42).

Bits de entrada (b5, b4, b3)	Saída	Bits de entrada (b2, b1, b0)	Saída Q
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

● Mapeador QAM Parâmetros de entrada: bits binários
● Mapeador QAM Parâmetros de saída: dados complexos

Veja também: >> Teoria e Fórmulas de QAM 

O mapeador 64-QAM recebe entrada binária e gera símbolos de dados complexos como saída. Ele usa a tabela de codificação acima mencionada para fazer o processo de conversão. Antes do processo de cobertura, os dados são agrupados em pares de 6 bits. Aqui, (b5, b4, b3) determina o valor I e (b2, b1, b0) determina o valor Q.

● Exemplo: Entrada binária: (b5, b4, b3, b2, b1, b0) = (011011)

● Saída complexa: (1 / SQRT (42)) * (7 + j * 7)

Como sabemos na modulação digital, a banda base é separada nos componentes da fase (I) e da fase em quadratura (Q). A combinação de I e Q é conhecida como sinal modulador de banda base. Também é conhecido como diagrama de QI. O diagrama da constelação representa todos os possíveis símbolos modulados que serão utilizados pela técnica de modulação para mapear os bits de informação. Estes diferentes símbolos são representados no plano complexo com suas informações de amplitude e fase. As figuras abaixo mostram o diagrama da constelação 512 QAM e o diagrama 1024 constelação QAM.

Veja também: >> Índice de Seis Formatos QAM que você deveria conhecer 

Modulação # 512-QAM

A figura 3 mostra o diagrama da constelação 512-QAM. 

Cerca de 16 pontos não existem em cada um dos quatro quadrantes para somar 512 pontos com 128 pontos em cada quadrante nesse tipo de modulação. Também é possível ter 9 bits por símbolo no 512-QAM. 512QAM aumenta a capacidade em 50% em comparação com o tipo de modulação 64-QAM.

Modulação # 1024-QAM

A figura mostra o diagrama da constelação 1024-QAM.
● Número de bits por símbolo: 10
● Taxa de símbolos: 1/10 da taxa de bits
● Aumento da capacidade comparado ao 64-QAM: cerca de 66.66%

Modulação # 2048-QAM

A seguir, estão as características da modulação 2048-QAM.
● Número de bits por símbolo: 11
● Taxa de símbolos: 1/11 da taxa de bits
● Aumento da capacidade comparado ao 64-QAM: cerca de 83.33%

● Total de pontos de constelação em um quadrante: 512

Veja também: >> Modulador e Demodulador QAM  

Modulação # 4096-QAM
A seguir, estão as características da modulação 4096-QAM.
● Número de bits por símbolo: 12
● Taxa de símbolos: 1/12 da taxa de bits
● Aumento da capacidade comparado ao 64-QAM: cerca de 100%

● Total de pontos de constelação em um quadrante: 1024

A tabela a seguir compara a modulação 512 QAM versus 1024 modulação QAM versus 2048 modulação QAM versus 4096 tipos de modulação QAM e deriva a diferença entre as técnicas de modulação 512-QAM, 1024-QAM, 2048-QAM e 4096-QAM.

Especificações	512 QAM	1024 QAM	2048 QAM	4096 QAM
Número de bits por símbolo	9	10	11	12
taxa de símbolos	1/9 da taxa de bits	1/10 da taxa de bits	1/11 da taxa de bits	1/12 da taxa de bits
Total de pontos no diagrama de constelação	512	1024	2048	4096
Aumento da capacidade comparado ao 64-QAM	50%	66.66%	83.33%	100%

Vamos entender as vantagens e desvantagens do QAM sobre outros tipos de modulação.

#Vantagens do QAM sobre ooutros tipos de modulação
A seguir estão as vantagens da modulação QAM:
● Ajuda a obter alta taxa de dados, à medida que mais números de bits são transportados por uma operadora. Devido a isso, tornou-se popular nos modernos sistemas de comunicação sem fio, como WiMAX, LTE, LTE-Advanced etc. Também é usado nas mais recentes tecnologias WLAN, como 802.11n 802.11 ac, 802.11 ad etc.
Desvantagens do QAM sobre outros tipos de modulação
A seguir estão as desvantagens da modulação QAM:
● Embora a taxa de dados tenha aumentado ao mapear mais de 1 bits em uma única operadora, ela requer alto SNR para decodificar os bits no receptor.
● Precisa de um PA (amplificador de potência) altamente linear no transmissor.
● Além do alto SNR, as técnicas de modulação mais alta precisam de algoritmos de front-end muito robustos (tempo, frequência e canal) para decodificar os símbolos sem nenhum erro.

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