QAM модуляциясы ASK немесе аналогтық AM цифрлық модуляция схемасы арқылы екі тасымалдаушы толқынның амплитудаларын өзгерту (модуляциялау) арқылы екі аналогтық хабарлама сигналын немесе екі сандық бит ағынын жібереді.
Жұмыс принципі
Бірдей жиіліктегі екі тасымалдаушы толқындар, әдетте синусоидтар, бір-бірімен 90°-қа фазадан тыс және осылайша квадратуралық тасымалдаушылар немесе квадратуралық құрамдас бөліктер деп аталады - осыдан тізбектің атауы. Модуляцияланған толқындар жиынтықталады және соңғы толқын пішіні фазалық ауыстыруды кілттеу (PSK) және амплитудалық ауыстыруды кілттеу (ASK) немесе аналогтық жағдайда фазалық модуляция (PM) мен амплитудалық модуляцияның тіркесімі болып табылады.
Барлық модуляция схемалары сияқты, QAM деректер сигналына жауап ретінде тасымалдаушы толқын сигналының кейбір аспектілерін (әдетте синус толқыны) өзгерту арқылы деректерді жібереді. Цифрлық QAM жағдайында көп фазалы және көп амплитудалық үлгілер қолданылады. Фазалық ауысымды кілттеу (PSK) - тасымалдаушы амплитудасы тұрақты және тек фазалық ығысулар болатын QAM қарапайым түрі.
Бүгілген жағдайдаQAM беріліс, тасымалдаушы толқын - бір-бірінен фаза бойынша 90° (квадраттурада) бірдей жиіліктегі екі синустық толқындардың жиынтығы. Бұлар көбінесе «I» немесе фазалық компонент, сондай-ақ «Q» немесе квадратуралық компонент деп аталады. Әрбір құрамдас толқын амплитудалық модуляцияланады, яғни оның амплитудасы біріктірілмес бұрын тасымалдануы керек деректерді көрсету үшін өзгертіледі.
Қолданба
Жоғарыдағы суреттегі шешім шекаралары бетінің шекарасын көрсетеді (немесе «шешім шекарасы», сөзбе-сөз).
QAM (квадрат амплитудасының модуляциясы) 802.11 Wi-Fi стандарттары сияқты сандық телекоммуникациялық жүйелер үшін модуляция схемасы ретінде кеңінен қолданылады. Кез келген жоғары спектрлік тиімділікке QAM көмегімен тек шу деңгейімен және сілтеме сызықтылығымен шектелетін сәйкес шоқжұлдыз өлшемін орнату арқылы қол жеткізуге болады.
QAM модуляциясы бит жылдамдығы артқан сайын талшықты оптикалық жүйелерде қолданылады. QAM16 және QAM64 3 арналы интерферометрмен оптикалық эмуляциялануы мүмкін.
Цифрлық технология
Цифрлық QAM жүйесінде әрбір құрамдас толқын әрқайсысы бір уақыт аралығын алатын тұрақты амплитудалық үлгілерден тұрады және амплитудасы бір немесе бірнеше екілік цифрларды (биттерді) көрсететін деңгейлердің шектеулі санының бірімен шектелген квантталған. сандық бит. Аналогтық QAM-де синус толқынының әрбір компонентінің амплитудасы үздіксіз өзгередіаналогтық сигналмен уақытында.
Фазалық модуляцияны (аналогтық PM) және кілттеуді (сандық PSK) QAM-тың ерекше жағдайы ретінде қарастыруға болады, мұнда модуляциялық сигналдың шамасы тұрақты, тек фаза өзгереді. Квадратуралық модуляцияны жиілік модуляциясына (FM) және кілттеуге (FSK) де кеңейтуге болады, өйткені оларды оның ішкі түрі ретінде қарастыруға болады.
Көптеген сандық модуляция схемалары сияқты, шоқжұлдыз диаграммасы QAM үшін пайдалы. QAM жүйесінде шоқжұлдыз нүктелері әдетте тең тік және көлденең аралықтары бар шаршы торда орналасады, дегенмен басқа конфигурациялар (мысалы, Cross-QAM) мүмкін. Сандық телекоммуникацияда деректер әдетте екілік болғандықтан, тордағы нүктелер саны әдетте 2 (2, 4, 8, …) болады.
QAM әдетте төртбұрышты болғандықтан, кейбіреулері сирек кездеседі - ең көп таралған пішіндер: 16-QAM, 64-QAM және 256-QAM. Жоғары ретті шоқжұлдызға көшу арқылы бір символға көбірек бит жіберуге болады. Дегенмен, егер шоқжұлдыздың орташа энергиясы өзгеріссіз қалса (әділ салыстыру арқылы), нүктелер бір-біріне жақынырақ болуы керек, сондықтан шу мен басқа да бүлінулерге бейім болуы керек.
Бұл жоғары бит қате жылдамдығына әкеледі, сондықтан жоғары ретті QAM тұрақты орташа шоқжұлдыз энергиясы үшін төменгі ретті QAM қарағанда сенімдірек көбірек деректерді қамтамасыз етуі мүмкін. Бит қателерінің жылдамдығын арттырмай жоғары дәрежелі QAM пайдалану жоғарырақ талап етедісигнал энергиясын жоғарылату, шуды азайту немесе екеуі де арқылы сигнал-шу қатынасы (SNR).
Техникалық құралдар
Егер 8-PSK ұсынғаннан асатын деректер жылдамдығы қажет болса, QAM-ге көшу жиі кездеседі, себебі ол I-Q жазықтығындағы іргелес нүктелер арасында үлкен қашықтыққа жетіп, нүктелерді біркелкі таратады. Күрделі фактор - нүктелердің енді бірдей амплитудасы болмайды, сондықтан демодулятор енді фазаны емес, фазаны да, амплитуданы да дұрыс анықтауы керек.
Теледидар
64-QAM және 256-QAM жиі сандық кабельдік теледидар мен кабельдік модемдерде қолданылады. Америка Құрама Штаттарында 64-QAM және 256-QAM ANSI/SCTE 07 2013 стандартында SCTE стандартталған сандық кабельді модуляциялаудың рұқсат етілген схемалары болып табылады. Көптеген маркетологтар оларды QAM-64 және QAM-256 деп атайтынын ескеріңіз. Ұлыбританияның QAM-64 модуляциясы сандық жерүсті теледидары үшін (Freeview) және 256-QAM Freeview-HD үшін пайдаланылады.
Спектрлік тиімділіктің өте жоғары деңгейлеріне қол жеткізуге арналған байланыс жүйелері әдетте осы сериядағы өте тығыз жиіліктерді пайдаланады. Мысалы, ағымдағы Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet құрылғылары 1024-QAM және 4096-QAM құрылғыларын, сондай-ақ қолданыстағы үй сымдарына қосылу үшін ITU-T G.hn стандартын пайдаланатын болашақ құрылғыларды пайдаланады.(коаксиалды кабель, телефон желілері және электр желілері); 4096-QAM 12 бит/символ береді.
Тағы бір мысал – шоқжұлдыз өлшемі 32768-QAM-қа жететін бұралған жұп мысға арналған ADSL технологиясы (ADSL терминологиясында бұл биттік жүктеу немесе бит/тон деп аталады, 32768-QAM бір тонна үшін 15 битке тең).
Ультра жоғары өткізу қабілеттілігі жабық контур жүйелері де 1024-QAM пайдаланады. 1024-QAM, адаптивті кодтау және модуляция (ACM) және XPIC пайдалану арқылы өндірушілер бір 56 МГц арнада гигабиттік сыйымдылыққа қол жеткізе алады.
SDR қабылдағышында
8-QAM айналмалы жиілігі берілген минималды евклидтік қашықтық үшін ең төменгі орташа қуатты қажет ету мағынасында оңтайлы 8-QAM модуляциясы екені белгілі. 16-QAM жиілігі оңтайлы емес, дегенмен оңтайлы жиілікті 8-QAM сияқты бірдей сызықтар бойымен жасауға болады. Бұл жиіліктер SDR қабылдағышын баптау кезінде жиі пайдаланылады. Басқа жиіліктерді ұқсас (немесе ұқсас) жиіліктерді манипуляциялау арқылы қайта жасауға болады. Бұл қасиеттер қазіргі заманғы SDR қабылдағыштар мен трансиверлерде, маршрутизаторларда, маршрутизаторларда белсенді қолданылады.
