Modulasi QAM mentransmisikan dua sinyal pesan analog atau dua bitstream digital dengan memvariasikan (memodulasi) amplitudo dua gelombang pembawa menggunakan skema modulasi digital ASK atau AM analog.
Prinsip kerja
Dua gelombang pembawa dengan frekuensi yang sama, biasanya sinusoidal, berada di luar fase satu sama lain sebesar 90° dan dengan demikian disebut pembawa kuadratur atau komponen kuadratur - oleh karena itu nama rangkaiannya. Gelombang termodulasi dijumlahkan dan bentuk gelombang terakhir adalah kombinasi dari penguncian pergeseran fasa (PSK) dan penguncian pergeseran amplitudo (ASK), atau dalam kasus analog modulasi fasa (PM) dan modulasi amplitudo.
Seperti semua skema modulasi, QAM mentransmisikan data dengan mengubah beberapa aspek sinyal gelombang pembawa (biasanya gelombang sinus) sebagai respons terhadap sinyal data. Dalam kasus QAM digital, beberapa fase dan beberapa sampel amplitudo digunakan. Phase shift keying (PSK) adalah bentuk sederhana dari QAM di mana amplitudo pembawa konstan dan hanya pergeseran fasa.
Dalam kasus warpTransmisi QAM, gelombang pembawa adalah kumpulan dua gelombang sinus dengan frekuensi yang sama, 90 ° dalam fase satu sama lain (dalam kuadratur). Ini sering disebut sebagai komponen "I" atau dalam fase, serta komponen "Q" atau kuadratur. Setiap gelombang komponen dimodulasi amplitudo, artinya amplitudonya diubah untuk mewakili data yang harus ditransfer sebelum dapat digabungkan bersama.
Aplikasi
Batas keputusan prasasti pada foto di atas menunjukkan batas permukaan (atau "batas keputusan", secara harfiah).
QAM (modulasi amplitudo kuadratur) banyak digunakan sebagai skema modulasi untuk sistem telekomunikasi digital seperti standar Wi-Fi 802.11. Efisiensi spektral tinggi yang sewenang-wenang dapat dicapai dengan QAM dengan menetapkan ukuran konstelasi yang sesuai, hanya dibatasi oleh tingkat kebisingan dan linieritas tautan.
Modulasi QAM digunakan dalam sistem serat optik saat laju bit meningkat. QAM16 dan QAM64 dapat diemulasi secara optik dengan interferometer 3-saluran.
Teknologi Digital
Dalam QAM digital, setiap gelombang komponen terdiri dari sampel amplitudo konstan, masing-masing menempati interval waktu tunggal, dan amplitudo dikuantisasi, terbatas pada salah satu dari sejumlah level yang mewakili satu atau lebih digit biner (bit) dari sedikit digital. Dalam QAM analog, amplitudo setiap komponen gelombang sinus berubah terus-menerusdalam waktu dengan sinyal analog.
Modulasi fase (PM analog) dan penguncian (PSK digital) dapat dianggap sebagai kasus khusus QAM, di mana besarnya sinyal modulasi konstan, dengan hanya fase yang berubah. Modulasi quadrature juga dapat diperluas ke modulasi frekuensi (FM) dan keying (FSK), karena mereka dapat dianggap sebagai subspesiesnya.
Seperti banyak skema modulasi digital, diagram konstelasi berguna untuk QAM. Di QAM, titik konstelasi biasanya diatur dalam kotak persegi dengan jarak vertikal dan horizontal yang sama, meskipun konfigurasi lain (misalnya Cross-QAM) dimungkinkan. Karena data biasanya biner dalam telekomunikasi digital, jumlah titik dalam grid biasanya 2 (2, 4, 8, …).
Karena QAM biasanya persegi, beberapa jarang - bentuk yang paling umum adalah 16-QAM, 64-QAM dan 256-QAM. Dengan berpindah ke konstelasi orde yang lebih tinggi, lebih banyak bit per simbol dapat ditransmisikan. Namun, jika energi rata-rata konstelasi tetap sama (dengan membuat perbandingan yang adil), titik-titiknya harus lebih dekat dan karenanya lebih rentan terhadap kebisingan dan kerusakan lainnya.
Hal ini menghasilkan tingkat kesalahan bit yang lebih tinggi dan oleh karena itu QAM orde yang lebih tinggi dapat memberikan lebih banyak data dengan kurang andal daripada QAM orde rendah untuk energi konstelasi rata-rata yang konstan. Penggunaan QAM orde yang lebih tinggi tanpa meningkatkan bit error rate membutuhkan lebih tinggirasio signal-to-noise (SNR) dengan meningkatkan energi sinyal, mengurangi kebisingan, atau keduanya.
Bantuan teknis
Jika kecepatan data lebih dari yang ditawarkan oleh 8-PSK diperlukan, lebih umum untuk pindah ke QAM karena mencapai jarak yang lebih jauh antara titik yang berdekatan di bidang I-Q, mendistribusikan titik secara lebih merata. Faktor yang memperumit adalah bahwa titik-titik tidak lagi memiliki amplitudo yang sama, sehingga demodulator sekarang harus mendeteksi fase dan amplitudo dengan benar, bukan hanya fase.
Televisi
64-QAM dan 256-QAM sering digunakan di TV kabel digital dan modem kabel. Di Amerika Serikat, 64-QAM dan 256-QAM adalah skema modulasi kabel digital resmi yang distandarisasi oleh SCTE dalam standar ANSI/SCTE 07 2013. Perhatikan bahwa banyak pemasar akan menyebutnya sebagai QAM-64 dan QAM-256. Modulasi UK QAM-64 digunakan untuk TV terestrial digital (Freeview) dan 256-QAM digunakan untuk Freeview-HD.
Sistem komunikasi yang dirancang untuk mencapai tingkat efisiensi spektral yang sangat tinggi biasanya menggunakan frekuensi yang sangat padat dalam rangkaian ini. Misalnya, perangkat Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet saat ini menggunakan perangkat 1024-QAM dan 4096-QAM, serta perangkat masa depan yang menggunakan standar ITU-T G.hn untuk terhubung ke kabel rumah yang ada.(kabel koaksial, saluran telepon dan saluran listrik); 4096-QAM menyediakan 12 bit/simbol.
Contoh lain adalah teknologi ADSL untuk twisted-pair copper, yang ukuran konstelasinya mencapai 32768-QAM (dalam terminologi ADSL ini disebut bit-loading atau bit per tone, 32768-QAM setara dengan 15 bit per tone).
Sistem loop tertutup bandwidth sangat tinggi juga menggunakan 1024-QAM. Dengan menggunakan 1024-QAM, adaptif coding and modulation (ACM) dan XPIC, produsen dapat mencapai kapasitas gigabit dalam satu saluran 56 MHz.
Di penerima SDR
Diketahui bahwa frekuensi melingkar 8-QAM adalah modulasi 8-QAM yang optimal dalam arti membutuhkan daya rata-rata terendah untuk jarak Euclidean minimum yang diberikan. Frekuensi 16-QAM kurang optimal, meskipun frekuensi optimal dapat dibuat sepanjang jalur yang sama dengan 8-QAM. Frekuensi ini sering digunakan saat menyetel penerima SDR. Frekuensi lain dapat dibuat ulang dengan memanipulasi frekuensi serupa (atau serupa). Kualitas ini secara aktif digunakan di penerima dan transceiver SDR modern, router, router.
