QAM-modulatie voor microgolfverbindingen

1. Wat is QAM?

Modulatie is een datatransmissietechniek die een berichtsignaal verzendt binnen een andere hogere frequentie-draaggolf door de draaggolf te wijzigen zodat deze meer op het bericht lijkt. Quadrature Amplitude Modulation (QAM) is een vorm van modulatie die gebruikmaakt van twee draaggolven - in fase verschoven over 90 graden - en variërende symboolsnelheden (dwz verzonden bits per symbool) om de doorvoer te verhogen. De tabel in deze blogpost (Figuur 1) beschrijft de verschillende algemene modulatieniveaus, bijbehorende bits / symbolen en incrementele capaciteitsverbetering boven de volgende lagere modulatiestap.

 

CableFree QAM-modulatietabel

2. Moeten alle operators die microgolf-backhaul gebruiken, QAM's van hogere orde gebruiken?

QAM's van hogere orde zijn niet per se een must-have voor alle netwerkoperators. Modulaties van hogere orde bieden echter een methode om een ​​hogere gegevensdoorvoer te verkrijgen en zijn een handig hulpmiddel om te voldoen aan de capaciteitsvereisten van LTE-backhaul.

3. Wat is het belangrijkste voordeel van het gebruik van QAM's van hogere orde met microgolfradio's?
Het belangrijkste voordeel is een grotere capaciteit of een hogere doorvoer. De capaciteitsverbetering neemt echter af met elke hogere modulatiestap (dwz bij het verplaatsen van 1024QAM naar 2048QAM is de verbetering slechts ongeveer 10 procent!), Dus het werkelijke vermogen van alleen hogere-orde modulaties om het doel van capaciteitsverhoging te bereiken, is zeer beperkt. Andere technieken zijn nodig.

4. Wat zijn de afwegingen van QAM's van hogere orde ten aanzien van RF-prestaties?
Ten eerste, met elke stapsgewijze toename van de QAM, worden de RF-prestaties van de microgolfradio verslechterd volgens de Carrier-to-Interference (C / I) -verhouding. Als u bijvoorbeeld van 1024QAM naar 2048QAM gaat, krijgt u een toename van 5 dB in C / I (afbeelding 2). Dit resulteert in een microgolfverbinding met een veel hogere gevoeligheid voor interferentie, waardoor het moeilijker wordt om verbindingen te coördineren en de verbindingsdichtheid te verminderen. Samen met deze toename in faseruis zal er een toename zijn in de kosten van de ontwerpcomplexiteit.

Afwegingen voor CableFree QAM-modulatie

Door te verhogen van 1024QAM naar 2048QAM, zal de systeemversterking afnemen van meer dan 80 dB tot net boven 75 dB (Afbeelding 2). Met een veel lagere systeemversterking zullen microgolfverbindingen korter moeten zijn en zullen grotere antennes moeten worden gebruikt - waardoor de totale eigendomskosten toenemen en extra problemen met het verbindingsontwerp en padplanning worden geïntroduceerd.

Al het bovenstaande is het resultaat van lineaire functies: ze degraderen in een één-op-één-relatie met de overgang naar QAM's van hogere orde. Ondertussen zijn de capaciteitsverhogingen die zijn afgeleid van QAM's van hogere orde de functie van een afvlakkingscurve: elke stapsverhoging in QAM resulteert in een verminderde procentuele toename van de capaciteit in vergelijking met eerdere verhogingen van QAM. De extra capaciteitsvoordelen worden kleiner als we kijken naar de extra kosten van een hogere C / I en een lagere systeemwinst.

5. Moet u Adaptive Coding and Modulation (ACM) gebruiken terwijl u QAM's van hogere orde gebruikt?
ACM moet worden geïmplementeerd terwijl QAM's van hoge orde worden gebruikt om lagere systeemwinst te compenseren. Hoewel ACM de effecten van moeilijkere voortplanting helpt verminderen bij het gebruik van modulaties van hogere orde, kan het de verhoogde C / I niet helpen compenseren.

6. Wat geeft CableFree hier een “heads-up” wanneer andere grote bedrijven de technologie lijken te ondersteunen?
CableFree realiseert zich dat modulaties van hogere orde geen wondermiddel zijn - een wondermiddel. Hoewel elke kleine technologische verbetering in doorvoer kan helpen, is een focus op technologieën die de capaciteit met honderden procentpunten vergroten versus tientallen procentpunten nu het meest cruciaal. CableFree gelooft dat deze oplossingen met honderden procentpunten van verbetering van de capaciteit de belangrijkste stap vooruit zullen zijn. Het is in deze technologieën dat CableFree een "heads-up" heeft. Dergelijke technieken omvatten het inzetten van meer spectrum - vooral in de vorm van oplossingen voor meerkanaals RF-bonding (N + 0) - om een ​​capaciteitstoename van minimaal 200 procent te bereiken. Deze techniek is afhankelijk van de frequentiebeschikbaarheid, maar met flexibele N + 0-implementaties (zoals het kunnen gebruiken van frequentiekanalen in verschillende banden en verschillende kanaalgroottes) kunnen veel congestieproblemen worden vermeden.

Ten tweede is het intelligent dimensioneren van het backhaul-netwerk op basis van bewezen regels, best practices en L2 / L3 Quality of Service (QoS) -mogelijkheden een andere techniek om potentieel zeer grote winsten in backhaulcapaciteit te realiseren. Modulaties van hogere orde kunnen een hulpmiddel zijn om de vereiste capaciteitsverhogingen in het backhaul-netwerk te bereiken. Hun inherente nadelen moeten echter goed worden begrepen, terwijl de meeste aandacht moet worden besteed aan andere technieken die zinvollere en meetbare voordelen opleveren.

7. Zullen operators microgolfradio's moeten "retrofitten" om in hun bestaande microgolfinfrastructuur QAM van hogere orde te kunnen gebruiken? Of is er volledig nieuwe hardware nodig?
Dit hangt af van de leeftijd en het model van de bestaande radio's. Oudere microgolfsystemen zullen waarschijnlijk "achteraf" moeten worden "gemonteerd" om 512QAM en hogere modulaties te ondersteunen. Recent geïnstalleerde microgolfsystemen zouden deze technologieën zonder nieuwe hardware moeten kunnen ondersteunen.

8. Hoe zal QAM in de toekomst evolueren? Is de introductie van QAM's van hogere orde een proces van onbepaalde duur, zonder dat het einde in zicht is?

De introductie van QAM's van hogere orde is geen eindeloos proces. Zoals aangegeven in figuur 1 hierboven in deze blogpost, is de wet van afnemende opbrengsten van toepassing: de verbetering van het doorvoerpercentage neemt af naarmate de modulatiesnelheden toenemen. De kosten en complexiteit van het implementeren van QAM's van een hogere orde zijn waarschijnlijk de voordelen van capaciteitstoename niet waard - in ieder geval niet voorbij 1024QAM.

Laat een bericht achter 

Message List