Квадратурна амплітудна модуляція qam, цифровий тракт
У цій статті описується інший член сімейства цифрових видів модуляції - квадратурная амплітудна модуляція (QAM модуляція). QAM модуляція використовується в мікрохвильовій цифрового зв'язку, DVB-C (кабельне широкосмугове цифрове телебачення) і модемах.
Іншим варіантом є 32QAM. У цьому випадку як на I, так і на Q доводиться по 6 значень, і всього 36 можливих станів (6 х 6 = 36). Цих станів занадто багато (потрібно всього лише 32), тому чотири кутових символьних стану, які при передачі споживають найбільшу енергію, опускають. Отже, від передавача потрібно менше значення максимальної потужності. Оскільки 2 5 = 32, використовується 5 біт на символ, і символьна швидкість дорівнює 1/5 бітової швидкості. В даний час QAM на практиці обмежена значенням 256QAM, але все ж ведуться роботи по розширенню меж формату до 512QAM і до 1024QAM. В системі з 256QAM використовуються по 16 значень на I і на Q. Оскільки 2 8 = 256, кожен символ може бути представлений 8 бітами. Сигнал 256QAM, здатний передавати 8 біт в символі, дуже ефективний в спектральному плані. Однак, оскільки символи розташовані дуже близько один до одного, то існує більш серйозна ймовірність помилок через шум і спотворень. Такий сигнал може передаватися тільки будучи досить потужним (щоб зменшити розсіювання символів), і це погіршує енергетичну ефективність у порівнянні з більш простими видами модуляції.
А тепер порівняємо смугову ефективність 256QAM і BPSK при використанні в цифрового зв'язку. BPSK використовує 80 Ксімволов в секунду, передаючи 1 біт інформації на символ. Система, що використовує 256QAM, передає 8 біт на символ, так що символьна швидкість буде дорівнює 10 Ксімволов в секунду. Система 256QAM дозволяє передавати ту ж саму інформацію, що і BPSK, але в смузі, у вісім разів меншою. Це означає увосьмеро велику смугову ефективність.
Однак, тут існує протиріччя. Системи зв'язку все більше ускладнюються і все більше піддаються виникненню помилок через шум і спотворень. Частота виникнення помилок в системах QAM вищого порядку збільшується швидше, ніж в QPSK з - за внесеного шуму і інтерференції між символами. При вимірюванні цього параметра використовується поняття BER (частота бітової помилки). У будь-якій системі з цифровою модуляцією, якщо вхідний сигнал спотворений або сильно ослаблений, приймач в кінцевому підсумку може повністю втратити захоплення символу. Якщо приймач не може більше відновити символьний такт, це означає, що він не може демодулировать сигнал і відновити будь-яку інформацію. Зі зменшенням значення BER символьне тактирование може бути відновлено, але сигнал залишається зашумленими, і отже позиція символу так само буде зашумлена. У деяких випадках символ буде відстояти так далеко від передбачуваної позиції, що він буде перетинатися із суміжною позицією. Для такого символу, що знаходиться в неправильній позиції, рівні I і Q детектора, який використовується в демодуляторе, будуть розпізнані неправильно, приводячи до бітової помилку.
QPSK не настільки ефективна, але позиції її символів в сузір'ї відстоять набагато далі один від одного і система може бути терпимою до більш високого рівня шуму, не створюючи при цьому символьних помилок. QPSK не має проміжних станів між чотирма кутовими символьними позиціями, тому зменшується можливість неправильно розпізнати символ в демодуляторе. Для QPSK потрібна менша потужність передавача, щоб досягти того ж самого значення частоти бітової помилки (BER), як в QAM вищого порядку.