Ptáte se přesně na správnou otázku - můj přijímač nemůže znát tuto vlastnost přenosu, jak na to spolehlivě přijdu - a tento způsob myšlení přispívá k dobrým návrhům přijímače: )
K vyřešení existují dvě třídy metod:
- metody založené na statistikách
- metody podporující data vysílače
V designu přijímače je velmi běžné, že máte automatické řízení zisku (AGC), které zesiluje váš přijímaný signál na pevný průměrný výkon. To má z hlediska analogového hardwaru velký smysl, protože žádný zesilovač není skutečně lineární v celém jeho rozsahu, a pokud je to možné, vždy byste chtěli pracovat se svými zesilovači zhruba stejná oblast výkonu.
Nalezení průměrné síly a změna měřítka, aby výsledek byl vždy stejný, funguje, protože si můžete být jisti, že všechny symboly ve vašem přenosu jsou stejně pravděpodobné; pokud tomu tak není, mohli jste lépe komprimovat zdrojová data (pomocí zdrojového kódování, tj. bezztrátové kódování entropie). Dále, jak Kevin ilustroval pro binární drátové systémy, využíváte techniky, abyste zabránili tomu, aby signál měl odlišný vzor (např. Konstantní nebo pouze střídavý mezi rohovými body QAM nebo .. :).
V bezdrátové systémy, bitové plnění není běžné, protože problém, který řeší („po sobě jdoucí běhy stejného symbolu“), je jen podtřídou problému, který musíte vyřešit v bezdrátových komunikacích, konkrétně že potřebujete, aby vaše datové symboly vypadaly nesouvisí, takže jejich spektrum je bílé. To je důležité, abyste mohli co nejlépe využít šířku pásma, kterou jste dostali1, ale také kvůli statistickým metodám v přijímači².
Místo toho se používají kódovače . Často to není nic jiného než jednoduchý pseudonáhodný bitový generátor, který je po kódování kanálu nebo před dekódováním kanálu XORed jak na straně vysílače, tak na straně přijímače.
Vyzbrojeni tím je velmi nepravděpodobné, že by se průměrná síla vašeho signálu (řekněme v průměru přes sto symbolů) značně lišila. Amplitudu svého signálu tedy můžete škálovat pomocí inverzní odmocniny přijaté energie.
To pro QAM často nestačí, protože jsou velmi pravděpodobné malé fluktuace a protože QAM je opravdu docela citlivá na variace amplitudy.
Takže, alternativně, ale častěji, v kombinaci s tím, je vysílač navržen tak, aby zahrnoval pilotní symboly nebo sekvence, které lze snadno detekovat: buď na rámci spusťte něco jako pevnou preambuli, která lze je najít pomocí korelace nebo jednoduše na známých pozicích v rámci.
Nejedná se o data, ale o pevné hodnoty, které definuje některý standard. Příjemce je pozoruje a říká: „Aha, měli by to být, ale jsou to oni, takže musíme odpovídajícím způsobem škálovat“. Takto se nazývá Data-aided recovery amplitdue.
U některých kanálů lze předpokládat, že zůstanou konstantní po dobu trvání jednoho snímku³. Pak by mohla stačit jedna pilotní sekvence nebo symbol. Pokud se kanál změní, budete občas potřebovat nového pilota, abyste měli přehled o věcech. Samozřejmě, pokud máte dostatečně jemný rozlišovací přijímač a dostatečnou korekci chyb, můžete také sledovat, jak se amplitudy mění ve vašich symbolech, rekonstruováním toho, co byste měli obdržet podle aktuálních informací o stavu kanálu, a průběžně to porovnávat s tím, co ve skutečnosti jste obdrželi a všimli jste si driftu brzy. Pak dokonce zpětně získáváte zpětnou vazbu amplitudu signálu.
V praxi používáte QAM, když potřebujete vysokou rychlost dat, což nejčastěji znamená, že používá velkou šířka pásma, a kanál je tedy širokopásmový kanál a potřebuje ekvalizér, aby vypadal plochý. V tomto běžném případě nedojde k obnovení amplitudy pomocí datové podpory nebo zpětné vazby rozhodování jako jeho vlastní krok, ale jako součást ekvalizéru.
¹ Pokud máte šířku pásma 20 MHz a špičkový výkon přes jakýkoli pás 1 kHz v rozsahu, který můžete legálně použít, sakra si budete jisti, že vaše datové spektrum je ploché a na žádné frekvenci nemá hroty, protože to by znamenalo, že musíte celkově snížit svůj vysílací výkon.
² nejen pro obnovení amplitudy, ale také pro obnovení fáze a frekvence. Stejný problém, který jste si všimli na úrovních, platí i pro rotace!
³ to je vlastně inverze reality: měl jsem říci „některé systémy byly navrženy tak, aby rámy byly dostatečně krátké, takže neustále se měnící kanál lze považovat za nezměněnou během trvání rámce. Ale když to dáte takhle, budete mít všechny bolesti hlavy designéra celého systému, když byste právě měli vyvíjet přijímač.
⁴ ne vždy; některé kanály, například satelitní komunikace, obvykle tvoří výjimku. U kanálu satcom často upřednostňujete použití vysokého počtu bodů PSK přes QAM, protože máte dobrou fázovou obnovu, ale nepotřebujete ekvalizér bojovat s více cestami, a proto se chcete vyhnout dalšímu úsilí o obnovení amplitudy, zejména proto, že vám to nebude usnadňovat ani atmosféra, ani LNA s velmi vysokým ziskem.