Modulasi QAM menghantar dua isyarat mesej analog atau dua aliran bit digital dengan mengubah (memodulasi) amplitud dua gelombang pembawa menggunakan skema modulasi digital AM ASK atau analog.
Prinsip kerja
Dua gelombang pembawa frekuensi yang sama, biasanya sinusoid, berada di luar fasa antara satu sama lain sebanyak 90° dan oleh itu dipanggil pembawa kuadratur atau komponen kuadratur - oleh itu nama litar itu. Gelombang termodulat dijumlahkan dan bentuk gelombang akhir ialah gabungan kedua-dua kunci anjakan fasa (PSK) dan kunci anjakan amplitud (ASK), atau dalam modulasi fasa kes analog (PM) dan modulasi amplitud.
Seperti semua skim modulasi, QAM menghantar data dengan menukar beberapa aspek isyarat gelombang pembawa (biasanya gelombang sinus) sebagai tindak balas kepada isyarat data. Dalam kes QAM digital, pelbagai fasa dan sampel amplitud berbilang digunakan. Pemkuncian anjakan fasa (PSK) ialah bentuk QAM yang lebih ringkas di mana amplitud pembawa adalah malar dan hanya anjakan fasa.
Sekiranya meledingkanPenghantaran QAM, gelombang pembawa ialah himpunan dua gelombang sinus dengan frekuensi yang sama, 90° dalam fasa antara satu sama lain (dalam kuadratur). Ini sering dirujuk sebagai komponen "I" atau dalam fasa, serta komponen "Q" atau kuadratur. Setiap gelombang komponen dimodulasi amplitud, bermakna amplitudnya ditukar untuk mewakili data yang mesti dipindahkan sebelum ia boleh digabungkan bersama.
Permohonan
Sempadan keputusan inskripsi dalam foto di atas menunjukkan sempadan permukaan (atau "sempadan keputusan", secara literal).
QAM (modulasi amplitud kuadratur) digunakan secara meluas sebagai skim modulasi untuk sistem telekomunikasi digital seperti piawaian Wi-Fi 802.11. Kecekapan spektrum tinggi yang sewenang-wenangnya boleh dicapai dengan QAM dengan menetapkan saiz buruj yang sesuai, hanya dihadkan oleh tahap hingar dan kelinearan pautan.
QAM modulasi digunakan dalam sistem gentian optik apabila kadar bit meningkat. QAM16 dan QAM64 boleh ditiru secara optik dengan interferometer 3 saluran.
Teknologi Digital
Dalam QAM digital, setiap gelombang komponen terdiri daripada sampel amplitud malar, masing-masing menduduki selang masa tunggal, dan amplitud dikuantisasi, terhad kepada satu daripada bilangan tahap terhingga yang mewakili satu atau lebih digit binari (bit) sedikit digital. Dalam QAM analog, amplitud setiap komponen gelombang sinus berubah secara berterusandalam masa dengan isyarat analog.
Pemodulasi fasa (PM analog) dan kekunci (PSK digital) boleh dianggap sebagai kes khas QAM, di mana magnitud isyarat pemodulatan adalah malar, dengan hanya fasa yang berubah. Modulasi kuadratur juga boleh diperluaskan kepada modulasi frekuensi (FM) dan keying (FSK), kerana ia boleh dianggap sebagai subspesiesnya.
Seperti kebanyakan skema modulasi digital, gambar rajah buruj berguna untuk QAM. Dalam QAM, titik buruj biasanya disusun dalam grid segi empat sama dengan jarak menegak dan mendatar yang sama, walaupun konfigurasi lain (cth Cross-QAM) boleh dilakukan. Memandangkan data biasanya binari dalam telekomunikasi digital, bilangan titik dalam grid biasanya 2 (2, 4, 8, …).
Oleh kerana QAM biasanya segi empat sama, ada yang jarang - bentuk yang paling biasa ialah 16-QAM, 64-QAM dan 256-QAM. Dengan berpindah ke buruj tertib lebih tinggi, lebih banyak bit setiap simbol boleh dihantar. Walau bagaimanapun, jika purata tenaga buruj kekal sama (dengan membuat perbandingan yang saksama), mata harus lebih rapat dan oleh itu lebih mudah terdedah kepada bunyi bising dan rasuah lain.
Ini menghasilkan kadar ralat bit yang lebih tinggi dan oleh itu QAM tertib yang lebih tinggi mungkin menyediakan lebih banyak data yang kurang dipercayai daripada QAM tertib yang lebih rendah untuk tenaga buruj purata yang tetap. Penggunaan QAM tertib tinggi tanpa meningkatkan kadar ralat bit memerlukan lebih tingginisbah isyarat kepada hingar (SNR) dengan meningkatkan tenaga isyarat, mengurangkan hingar atau kedua-duanya.
Bantuan teknikal
Jika kadar data yang melebihi kadar yang ditawarkan oleh 8-PSK diperlukan, adalah lebih biasa untuk beralih ke QAM kerana ia mencapai jarak yang lebih jauh antara titik bersebelahan dalam satah I-Q, mengagihkan mata dengan lebih sekata. Faktor yang merumitkan ialah titik tidak lagi mempunyai amplitud yang sama, jadi penyahmodulator kini mesti mengesan kedua-dua fasa dan amplitud dengan betul, bukannya hanya fasa.
Televisyen
64-QAM dan 256-QAM sering digunakan dalam TV kabel digital dan modem kabel. Di Amerika Syarikat, 64-QAM dan 256-QAM ialah skim modulasi kabel digital yang dibenarkan yang diseragamkan oleh SCTE dalam piawaian ANSI/SCTE 07 2013. Ambil perhatian bahawa ramai pemasar akan merujuk kepada mereka sebagai QAM-64 dan QAM-256. Modulasi UK QAM-64 digunakan untuk TV terestrial digital (Freeview) dan 256-QAM digunakan untuk Freeview-HD.
Sistem komunikasi yang direka untuk mencapai tahap kecekapan spektrum yang sangat tinggi biasanya menggunakan frekuensi yang sangat padat dalam siri ini. Contohnya, peranti Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet semasa menggunakan peranti 1024-QAM dan 4096-QAM, serta peranti masa hadapan yang menggunakan standard ITU-T G.hn untuk menyambung ke pendawaian rumah sedia ada.(kabel sepaksi, talian telefon dan talian kuasa); 4096-QAM menyediakan 12 bit/simbol.
Contoh lain ialah teknologi ADSL untuk tembaga pasangan terpiuh, yang saiz buruj mencapai 32768-QAM (dalam terminologi ADSL ini dipanggil pemuatan bit atau bit per nada, 32768-QAM bersamaan dengan 15 bit setiap nada).
Sistem gelung tertutup jalur lebar ultra tinggi juga menggunakan 1024-QAM. Dengan menggunakan 1024-QAM, pengekodan dan modulasi adaptif (ACM) dan XPIC, pengeluar boleh mencapai kapasiti gigabit dalam satu saluran 56 MHz.
Dalam penerima SDR
Telah diketahui bahawa frekuensi bulatan 8-QAM ialah modulasi 8-QAM yang optimum dalam erti kata memerlukan kuasa purata terendah untuk jarak Euclidean minimum yang diberikan. Kekerapan 16-QAM adalah sub-optimum, walaupun yang optimum boleh dibuat mengikut baris yang sama seperti 8-QAM. Frekuensi ini sering digunakan semasa menala penerima SDR. Frekuensi lain boleh dicipta semula dengan memanipulasi frekuensi yang serupa (atau serupa). Kualiti ini digunakan secara aktif dalam penerima dan transceiver SDR moden, penghala, penghala.
