QAM მოდულაცია გადასცემს ორ ანალოგური შეტყობინების სიგნალს ან ორ ციფრულ ბიტნაკადს ორი გადამზიდავი ტალღის ამპლიტუდის ცვლილებით (მოდულირებით) ASK ან ანალოგური AM ციფრული მოდულაციის სქემის გამოყენებით.
მუშაობის პრინციპი
ერთი და იგივე სიხშირის ორი გადამტანი ტალღა, ჩვეულებრივ სინუსოიდები, 90°-ით შორს არის ერთმანეთთან ფაზაში და, შესაბამისად, უწოდებენ კვადრატულ მატარებლებს ან კვადრატულ კომპონენტებს - აქედან მოდის წრედის სახელი. მოდულირებული ტალღები ჯამდება და საბოლოო ტალღის ფორმა არის ორივე ფაზის ცვლის გასაღების (PSK) და ამპლიტუდის ცვლის კლავიშების (ASK) ან ანალოგური შემთხვევაში ფაზის მოდულაციის (PM) და ამპლიტუდის მოდულაციის კომბინაცია.
მოდულაციის ყველა სქემის მსგავსად, QAM გადასცემს მონაცემებს გადამზიდავი ტალღის სიგნალის ზოგიერთი ასპექტის შეცვლით (ჩვეულებრივ სინუსური ტალღა) მონაცემთა სიგნალის საპასუხოდ. ციფრული QAM-ის შემთხვევაში გამოიყენება მრავალფაზიანი და მრავალჯერადი ამპლიტუდის ნიმუშები. ფაზის ცვლის გასაღები (PSK) არის QAM-ის უფრო მარტივი ფორმა, რომელშიც მატარებლის ამპლიტუდა მუდმივია და მხოლოდ ფაზა იცვლება.
დახვევის შემთხვევაშიQAM გადაცემა, გადამზიდავი ტალღა არის ერთი და იგივე სიხშირის ორი სინუსური ტალღის ერთობლიობა, ერთმანეთისგან ფაზაში 90° (კვადრატში). მათ ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც "I" ან ფაზის კომპონენტს, ასევე "Q" ან კვადრატულ კომპონენტს. თითოეული კომპონენტის ტალღა არის ამპლიტუდის მოდულაცია, რაც ნიშნავს, რომ მისი ამპლიტუდა იცვლება იმ მონაცემების წარმოსაჩენად, რომლებიც უნდა გადაიტანოს, სანამ ისინი ერთად გაერთიანდება.
აპლიკაცია
წარწერის გადაწყვეტილების საზღვრები ზემოთ ფოტოზე მიუთითებს ზედაპირის საზღვარზე (ან "გადაწყვეტილების საზღვარი", სიტყვასიტყვით).
QAM (კვადრატული ამპლიტუდის მოდულაცია) ფართოდ გამოიყენება, როგორც მოდულაციის სქემა ციფრული სატელეკომუნიკაციო სისტემებისთვის, როგორიცაა 802.11 Wi-Fi სტანდარტები. თვითნებური მაღალი სპექტრული ეფექტურობის მიღწევა შესაძლებელია QAM-ით თანავარსკვლავედის შესაბამისი ზომის დაყენებით, რომელიც შემოიფარგლება მხოლოდ ხმაურის დონით და ბმულის წრფივობით.
QAM მოდულაცია გამოიყენება ოპტიკურ ბოჭკოვან სისტემებში, როდესაც იზრდება ბიტის სიჩქარე. QAM16 და QAM64 შეიძლება ოპტიკური ემულაცია 3-არხიანი ინტერფერომეტრით.
ციფრული ტექნოლოგია
ციფრულ QAM-ში, თითოეული კომპონენტის ტალღა შედგება მუდმივი ამპლიტუდის ნიმუშებისგან, თითოეული იკავებს ერთ დროის ინტერვალს და ამპლიტუდა არის კვანტიზებული, შეზღუდული დონეების სასრული რაოდენობის ერთ-ერთით, რომელიც წარმოადგენს ერთ ან მეტ ბინარულ ციფრს (ბიტს). ციფრული ცოტა. ანალოგური QAM-ში, სინუსური ტალღის თითოეული კომპონენტის ამპლიტუდა მუდმივად იცვლებადროულად ანალოგური სიგნალით.
ფაზის მოდულაცია (ანალოგური PM) და კლავიატურა (ციფრული PSK) შეიძლება ჩაითვალოს QAM-ის განსაკუთრებულ შემთხვევად, სადაც მოდულატორული სიგნალის სიდიდე მუდმივია, მხოლოდ ფაზა იცვლება. კვადრატული მოდულაცია ასევე შეიძლება გავრცელდეს სიხშირის მოდულაციაზე (FM) და კლავიშებზე (FSK), რადგან ისინი შეიძლება ჩაითვალოს მის ქვესახეობად.
როგორც ციფრული მოდულაციის მრავალი სქემის შემთხვევაში, თანავარსკვლავედის დიაგრამა სასარგებლოა QAM-ისთვის. QAM-ში თანავარსკვლავედის წერტილები, როგორც წესი, განლაგებულია კვადრატულ ბადეში თანაბარი ვერტიკალური და ჰორიზონტალური მანძილით, თუმცა სხვა კონფიგურაციები (მაგ. Cross-QAM) შესაძლებელია. ვინაიდან ციფრულ ტელეკომუნიკაციებში მონაცემები ჩვეულებრივ ორობითია, ქსელში ქულების რაოდენობა ჩვეულებრივ არის 2 (2, 4, 8,…).
რადგან QAM ჩვეულებრივ კვადრატულია, ზოგიერთი იშვიათია - ყველაზე გავრცელებული ფორმებია 16-QAM, 64-QAM და 256-QAM. უფრო მაღალი რიგის თანავარსკვლავედში გადასვლით, თითო სიმბოლოზე მეტი ბიტი შეიძლება გადაიცეს. თუმცა, თუ თანავარსკვლავედის საშუალო ენერგია იგივე რჩება (სამართლიანი შედარების გზით), წერტილები უფრო ახლოს უნდა იყოს ერთმანეთთან და, შესაბამისად, უფრო მგრძნობიარე ხმაურისა და სხვა კორუფციის მიმართ.
ეს იწვევს უფრო მაღალი ბიტის შეცდომის სიხშირეს და, შესაბამისად, უფრო მაღალი რიგის QAM შეიძლება უზრუნველყოს მეტი მონაცემი ნაკლებად საიმედოდ, ვიდრე დაბალი რიგის QAM თანავარსკვლავედის საშუალო მუდმივი ენერგიისთვის. უფრო მაღალი ხარისხის QAM-ის გამოყენება ბიტის შეცდომის სიხშირის გაზრდის გარეშე მოითხოვს უფრო მაღალ დონესსიგნალ-ხმაურის თანაფარდობა (SNR) სიგნალის ენერგიის გაზრდით, ხმაურის შემცირებით ან ორივე ერთად.
ტექნიკური დახმარება
თუ საჭიროა 8-PSK-ის მიერ შემოთავაზებული მონაცემთა სიჩქარის გადაჭარბება, უფრო ხშირია QAM-ზე გადასვლა, რადგან ის აღწევს უფრო დიდ მანძილს მეზობელ წერტილებს შორის I-Q სიბრტყეში, ანაწილებს წერტილებს უფრო თანაბრად. გამართულებელი ფაქტორი ის არის, რომ წერტილებს აღარ აქვთ იგივე ამპლიტუდა და ამიტომ დემოდულატორმა ახლა სწორად უნდა ამოიცნოს ფაზაც და ამპლიტუდაც, ვიდრე უბრალოდ ფაზა.
ტელევიზია
64-QAM და 256-QAM ხშირად გამოიყენება ციფრულ საკაბელო ტელევიზიასა და საკაბელო მოდემებში. შეერთებულ შტატებში, 64-QAM და 256-QAM არის ავტორიზებული ციფრული საკაბელო მოდულაციის სქემები, რომლებიც სტანდარტიზებულია SCTE მიერ ANSI/SCTE 07 2013 წლის სტანდარტში. გაითვალისწინეთ, რომ ბევრი მარკეტერი მათ მოიხსენიებს როგორც QAM-64 და QAM-256. გაერთიანებული სამეფოს მოდულაცია QAM-64 გამოიყენება ციფრული ხმელეთის ტელევიზორისთვის (Freeview) და 256-QAM გამოიყენება Freeview-HD-ისთვის.
საკომუნიკაციო სისტემები, რომლებიც შექმნილია სპექტრული ეფექტურობის ძალიან მაღალი დონის მისაღწევად, როგორც წესი, იყენებენ ძალიან მკვრივ სიხშირეებს ამ სერიაში. მაგალითად, ახლანდელი Powerplug AV2 500-მბიტი Ethernet მოწყობილობები იყენებენ 1024-QAM და 4096-QAM მოწყობილობებს, ისევე როგორც მომავალ მოწყობილობებს, რომლებიც იყენებენ ITU-T G.hn სტანდარტს სახლის არსებულ გაყვანილობასთან დასაკავშირებლად.(კოაქსიალური კაბელი, სატელეფონო ხაზები და ელექტროგადამცემი ხაზები); 4096-QAM უზრუნველყოფს 12 ბიტს/სიმბოლოს.
კიდევ ერთი მაგალითია ADSL ტექნოლოგია გრეხილი წყვილი სპილენძისთვის, რომლის თანავარსკვლავედის ზომა აღწევს 32768-QAM (ADSL ტერმინოლოგიაში ამას ეწოდება ბიტი დატვირთვა ან ბიტი ტონზე, 32768-QAM უდრის 15 ბიტს ტონში).
ულტრა მაღალი გამტარუნარიანობის დახურული მარყუჟის სისტემები ასევე იყენებენ 1024-QAM. 1024-QAM, ადაპტური კოდირებისა და მოდულაციის (ACM) და XPIC გამოყენებით, მწარმოებლებს შეუძლიათ მიაღწიონ გიგაბიტის სიმძლავრეს ერთ 56 MHz არხზე.
SDR მიმღებში
ცნობილია, რომ 8-QAM წრიული სიხშირე არის ოპტიმალური 8-QAM მოდულაცია იმ გაგებით, რომ საჭიროა მინიმალური საშუალო სიმძლავრე მოცემული მინიმალური ევკლიდური მანძილისთვის. 16-QAM სიხშირე არაოპტიმალურია, თუმცა ოპტიმალური შეიძლება შეიქმნას იმავე ხაზებით, როგორც 8-QAM. ეს სიხშირეები ხშირად გამოიყენება SDR მიმღების დარეგულირებისას. სხვა სიხშირეების ხელახლა შექმნა შესაძლებელია მსგავსი (ან მსგავსი) სიხშირეების მანიპულირებით. ეს თვისებები აქტიურად გამოიყენება თანამედროვე SDR მიმღებებში და გადამცემებში, მარშრუტიზატორებში, მარშრუტიზატორებში.
