مدولاسیون QAM آنالوگ و دیجیتال

مدولاسیون QAM آنالوگ و دیجیتال:
مدولاسیون دامنه تربیعی هم به فرم دیجیتال و هم به فرم آنالوگ وجود دارد.

مدولاسیون QAM آنالوگ معمولا به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد که برای سیگنال های آنالوگ چندگانه امکان حمل روی یک سیگنال حامل را فراهم می کند.

به همین دلیل از QAM آنالوگ در سیستم های تلویزیونی مانند PAL و NTS استفاده می شود.در این سیستم ها چندین کانال مختلف که توسط QAM در دسترس قرار گرفته اند، می توانند سیگنال های صوت و تصویر را حمل کنند.

در کاربردهای رادیویی نیز یک سیستم با نام C-QUAM برای رادیو استریو AM مورد استفاده قرار می گیرد.

نوع دیجیتال مدولاسیون QAM را معمولا «مدولاسیون دامنه تربیعی کوانتیزه شده» (Quantised QAM) می گویند و به صورت قابل توجهی در کاربردهای انتقال داده و معمولا در سیستم های مخابرات رادیویی مورد استفاده قرار می گیرند.

سیستم های مخابرات رادیویی در بازه وسیعی، از تکنولوژی سلولی در LTE تا سیستم های وایرلس مانند WiMAX و Wi-Fi 802.11، از انواع مختلف روش های مدولاسیون QAM بهره می برند.

اصول مدولاسیون QAM دیجیتال:
زمانی که از مدولاسیون دامنه تربیعی برای انتقال دیجیتال در کاربردهای مخابرات رادیویی استفاده شود، قادر است که داده ها را با سرعت بالاتری نسبت به روش مدولاسیون دامنه (AM) و یا روش مدولاسیون فاز (PM) معمولی حمل کند.

سیگنال های پایه فقط دو موقعیت را از خود نمایش می دهند که به آن ها امکان انتقال صفر یا یک را می دهد.

با استفاده از مدولاسیون QAM نقاط بسیار زیادی وجود دارند که می توان از آن ها استفاده کرد که هر نقطه شامل هم اطلاعات دامنه و هم اطلاعات فاز از پیش تعریف شده است. به این نمودار، «دیاگرام خوشه» (Constellation Diagram) می گویند.

موقعیت های مختلف به مقادیر مختلف اختصاص داده می شود و به این طریق، یک سیگنال تکی قادر خواهد بود داده ها را با سرعت بسیار بالاتری منتقل کند.

در تصویر زیر یک دیاگرام خوشه برای یک سیگنال 16QAM دیده می شود که موقعیت های نقاط مختلف را نشان می دهد.

همان طور که در تصویر بالا نیز دیده می شود، نقاط خوشه معمولا در یک آرایش مربعی چیده می شوند که فاصله افقی و عمودی آن ها از هم برابر است.

همچنین داده های نوع باینری متداول ترین فرم QAM هستند و در مکان هایی قرار دارند که خوشه می تواند یک مربع را با تعداد نقاط برابر با اعداد مجذور 2 (مانند 4، 16، 64 و …) تشکیل دهد.

در این حالت به مدولاسیون های متناظر، 4QAM یا 16QAM یا 64QAM می گویند. با استفاده از فرم مدولاسیون های مرتبه بالاتر، تعداد نقاط بیشتری در خوشه وجود خواهد داشت و این امکان وجود دارد که بیت های بیشتری را در هر سمبل منتقل کرد، با این حال مشکلی که وجود دارد این است که نقاط در این حالت بسیار به هم نزدیک تر می شوند و بنابراین بیشتر احتمال دارد در معرض نویز و داده های خطا قرار گیرند.

بنابراین می توان گفت مزایای انتقال به فرمت های مرتبه بالاتر این است که تعداد نقاط بیشتری در خوشه وجود خواهند داشت و در نتیجه می توان بیت های بیشتری را در هر سمبل منتقل کرد.

اما عیب آن نیز این است که نقاط در خوشه به هم نزدیک تر هستند و در نتیجه خط بیشتر در معرض نویز قرار دارد.

در نتیجه، از مدولاسیون QAM مراتب بالا فقط زمانی استفاده می شود که نسبت سیگنال به نویز بالایی وجود داشته باشد.