فرمت های مختلف مدولاسیون QAM در صنعت برق

فرمت های مختلف مدولاسیون QAM:
در بخش های قبل به این موضوع اشاره کردیم که مدولاسیون دامنه تربیعی مزایای بسیاری را برای سیستم های انتقال داده فراهم می آورد.

با استفاده از فرمت های مختلف مدولاسیون QAM به ترتیب از 16QAM تا 64QAM و 256QAM می توان داده ها را با سرعت بالاتری منتقل کرد، اما از طرف دیگر نویز در این سیستم ها افزایش می یابد.

بسیاری از سیستم های مخابراتی بسته به شرایط لینک، بین فرمت های مختلف QAM مانند 16QAM و 32QAM سویچینگ می کنند.

اگر حاشیه خوبی وجود داشته باشد، می توان از انواع مرتبه بالا QAM استفاده کرد تا سرعت داده بالاتری را به دست آورد.

اما اگر لینک خراب باشد، از مراتب پایین تر استفاده می شود تا از حاشیه نویز محافظت کرد و اطمینان حاصل کرد که یک نرخ خطای بیت پایین وجود خواهد داشت.

هر چه مرتبه مدولاسیون QAM افزایش یابد، فاصله بین نقاط مختلف روی دیاگرام خوشه کاهش می یابد و در نتیجه احتمال به وجود آمدن خطا در داده ها بالاتر می رود.

برای استفاده از فرمت های مرتبه بالا QAM، لینک مخابراتی باید نسبتEb/No بسیار خوبی داشته باشد، در غیر این صورت خطاهای داده به وجود خواهند آمد.

زمانی کهEb/No خراب شود، یا باید سطح توان افزایش یابد و یا اگر لازم است که سرعت بیت حفظ شود، مرتبه QAM باید کاهش یابد.

در نتیجه می توان گفت یک تعادل بین سرعت داده و مرتبه مدولاسیون QAM و توان و نرخ خطای داده قابل قبول وجود دارد که باید آن را برقرار کرد.

در حالی که می توان تصحیح خطای بیشتری را برای کاهش هر خرابی کیفیت لینک ایجاد کرد، اما این کار بازده انتقال داده را کاهش می دهد.

کاربردهای فرمت های مختلف QAM:
قبلا این نکته را بیان کردیم که مدولاسیون QAM در بسیاری از کاربردهای مخابرات رادیویی و انتقال داده مورد استفاده قرار می گیرد.

البته انواع مختلف مدولاسیون QAM در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. بین بازده انتقال داده و نسبت سیگنال به نویز مورد نیاز یک تعادل وجود دارد.

هر چه مرتبه مدولاسیون QAM بالاتر می رود، به عنوان مثال از 16QAM به 64QAM، بازده انتقال داده تحت شرایط ایده آل نیز افزایش می یابد.

البته مشکلی که وجود دارد این است که برای دست یابی به این هدف به یک نسبت سیگنال به نویز بهتر نیاز است.

برای برخی از سیستم ها مرتبه مدولاسیون QAM ثابت است، اما در سایر سیستم ها که دارای لینک دو طرفه هستند، این امکان وجود دارد که مرتبه مدولاسیون را به صورتی انتخاب کرد که بهترین بازده انتقال داده را متناسب با شرایط لینک به دست آورد.

البته توجه کنید که سطح تصحیح خطا مورد استفاده نیز تغییر می یابد. از طریق تغییر مرتبه مدولاسیون QAM و سطح تصحیح خطا می توان سرعت داده را بهینه کرد و نرخ خطا مورد نظر را نیز به دست آورد.

در کاربردهای خانگی مانند پخش تلویزیونی، معمولا از مدولاسیون 64QAM و 256QAM در تلویزیون های کابل دیجیتالی و کاربردهای مودم کابلی استفاده می شود.

مرتبه مدولاسیون QAM باید در فرستنده تنظیم شود؛ زیرا انتقال یک طرفه است و علاوه بر این، هزاران گیرنده وجود دارند که داشتن یک فرم مدولاسیون تطبیقی را غیرممکن می سازند.

برای بسیاری از انواع تکنولوژی های سلولی و وایرلس این امکان وجود دارد که به صورت دینامیکی مرتبه QAM و تصحیح خطا متناظر با شرایط لینک بین دو طرف فرستنده و گیرنده را تغییر داد.

به دلیل این که سرعت انتقال داده بالاتر رفته است و نیاز به کارایی طیفی نیز افزایش یافته است، در نتیجه پیچیدگی تکنولوژی های تطبیق خط نیز افزایش یافته است.

کانال های داده روی سیگنال رادیویی سلولی حمل می شوند تا امکان تطبیق سریع لینک را فراهم کنند.

تطبیق لینک به منظور ایجاد کیفیت لینک مطلوب، اطمینان از بازده انتقال داده بهینه، تعادل توان فرستنده، مرتبه QAM و تصحیح خطای ارسال انجام می شود.