ينقل تعديل QAM إشارتين للرسالة التناظرية أو دفقتي بتات رقميتين عن طريق تغيير (تعديل) اتساع موجتين حاملة باستخدام ASK أو مخطط تعديل رقمي AM تمثيلي.
مبدأ العمل
موجتان حاملة من نفس التردد ، عادةً أشباه الجيوب ، خارج الطور مع بعضهما البعض بمقدار 90 درجة وبالتالي يطلق عليهما ناقلات التربيع أو مكونات التربيع - ومن هنا جاء اسم الدائرة. يتم جمع الموجات المعدلة ويكون شكل الموجة النهائي عبارة عن مزيج من مفتاح إزاحة الطور (PSK) وإغلاق مفتاح إزاحة السعة (ASK) ، أو في تعديل طور الحالة التناظرية (PM) وتعديل السعة.
مثل جميع مخططات التشكيل ، ينقل QAM البيانات عن طريق تغيير بعض جوانب إشارة الموجة الحاملة (عادة موجة جيبية) استجابة لإشارة البيانات. في حالة QAM الرقمية ، يتم استخدام عينات متعددة الأطوار والسعة المتعددة. إن مفتاح إزاحة الطور (PSK) هو شكل أبسط من QAM حيث يكون اتساع الموجة الحاملة ثابتًا ويتحرك الطور فقط.
في حالة الاعوجاجانتقال QAM ، الموجة الحاملة عبارة عن مجموعة من موجتين جيبيتين من نفس التردد ، 90 درجة في الطور من بعضهما البعض (في التربيع). غالبًا ما يُشار إلى هذه العناصر باسم "I" أو مكون في الطور ، بالإضافة إلى مكون "Q" أو التربيع. يتم تعديل اتساع كل موجة مكونة ، مما يعني تغيير اتساعها لتمثيل البيانات التي يجب نقلها قبل أن يتم دمجها معًا.
التطبيق
حدود قرار النقش في الصورة أعلاه تشير إلى حدود السطح (أو "حدود القرار" ، حرفياً).
QAM (تعديل سعة التربيع) يستخدم على نطاق واسع كمخطط تعديل لأنظمة الاتصالات الرقمية مثل معايير 802.11 Wi-Fi. يمكن تحقيق كفاءة طيفية عالية مع QAM عن طريق تعيين حجم كوكبة مناسب ، يقتصر فقط على مستوى الضوضاء وخطية الارتباط.
يستخدم تعديل QAM في أنظمة الألياف الضوئية مع زيادة معدل البت. يمكن محاكاة QAM16 و QAM64 بصريًا باستخدام مقياس تداخل ثلاثي القنوات.
التكنولوجيا الرقمية
في QAM الرقمي ، تتكون كل موجة مكونة من عينات اتساع ثابت ، كل منها يشغل فترة زمنية واحدة ، والسعة محددة كميا ، محدودة بواحد من عدد محدود من المستويات التي تمثل واحدًا أو أكثر من الأرقام الثنائية (بتات) بت رقمي. في QAM التناظرية ، يتغير اتساع كل مكون من مكونات الموجة الجيبية باستمرارفي الوقت المناسب مع الإشارة التناظرية.
يمكن اعتبار تعديل الطور (PM التناظري) والقفل (PSK الرقمي) كحالة خاصة لـ QAM ، حيث يكون حجم إشارة التشكيل ثابتًا ، مع تغيير الطور فقط. يمكن أيضًا توسيع التشكيل التربيعي ليشمل تشكيل التردد (FM) والتثبيت (FSK) ، حيث يمكن اعتبارهما سلالتهما الفرعية.
كما هو الحال مع العديد من مخططات التعديل الرقمي ، فإن مخطط الكوكبة مفيد لـ QAM. في QAM ، عادة ما يتم ترتيب نقاط الكوكبة في شبكة مربعة مع مسافات رأسية وأفقية متساوية ، على الرغم من إمكانية وجود تكوينات أخرى (مثل Cross-QAM). نظرًا لأن البيانات عادةً ما تكون ثنائية في الاتصالات الرقمية ، فإن عدد النقاط في الشبكة يكون عادةً 2 (2 ، 4 ، 8 ، …).
نظرًا لأن QAM عادةً ما تكون مربعة ، فبعضها نادر - الأشكال الأكثر شيوعًا هي 16-QAM و 64-QAM و 256-QAM. بالانتقال إلى كوكبة ذات رتبة أعلى ، يمكن إرسال المزيد من البتات لكل رمز. ومع ذلك ، إذا ظل متوسط طاقة الكوكبة كما هو (من خلال إجراء مقارنة عادلة) ، فيجب أن تكون النقاط أقرب من بعضها البعض وبالتالي أكثر عرضة للضوضاء والفساد.
ينتج عن هذا معدل خطأ أعلى في البتات ، وبالتالي فإن ترتيب QAM الأعلى قد يوفر مزيدًا من البيانات بشكل أقل موثوقية من QAM منخفض الترتيب للحصول على متوسط ثابت لطاقة الكوكبة. يتطلب استخدام QAM ذو الترتيب الأعلى دون زيادة معدل خطأ البت أعلىنسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) عن طريق زيادة طاقة الإشارة أو تقليل الضوضاء أو كليهما.
مساعدات فنية
إذا كانت معدلات البيانات التي تزيد عن تلك التي توفرها 8-PSK مطلوبة ، فمن الشائع أكثر الانتقال إلى QAM لأنه يحقق مسافة أكبر بين النقاط المجاورة في مستوى I-Q ، ويوزع النقاط بشكل أكثر توازناً. العامل المعقد هو أن النقاط لم تعد لها نفس السعة ، وبالتالي يجب أن يكتشف مزيل التشكيل الآن بشكل صحيح كلاً من الطور والسعة ، بدلاً من الطور فقط.
تلفزيون
غالبًا ما يتم استخدام64-QAM و 256-QAM في تلفزيون الكابل الرقمي ومودم الكابل. في الولايات المتحدة ، يعتبر كل من 64-QAM و 256-QAM من مخططات تعديل الكابلات الرقمية المصرح بها والتي تم توحيدها بواسطة SCTE في معيار ANSI / SCTE 07 2013. لاحظ أن العديد من المسوقين سيشيرون إليهما باسم QAM-64 و QAM-256. يستخدم تعديل المملكة المتحدة QAM-64 للتلفزيون الرقمي الأرضي (Freeview) ويستخدم 256-QAM لـ Freeview-HD.
عادة ما تستخدم أنظمة الاتصالات المصممة لتحقيق مستويات عالية جدًا من الكفاءة الطيفية ترددات شديدة الكثافة في هذه السلسلة. على سبيل المثال ، تستخدم أجهزة Powerplug AV2 500-Mbit Ethernet الحالية أجهزة 1024-QAM و 4096-QAM ، بالإضافة إلى الأجهزة المستقبلية التي تستخدم معيار ITU-T G.hn للاتصال بأسلاك المنزل الحالية.(الكابلات المحورية وخطوط الهاتف وخطوط الكهرباء) ؛ يوفر 4096-QAM 12 بت / رمز.
مثال آخر هو تقنية ADSL للنحاس المزدوج المجدول ، والذي يصل حجم الكوكبة إلى 32768-QAM (في مصطلحات ADSL يسمى هذا تحميل بت أو بت لكل نغمة ، 32768-QAM يعادل 15 بت لكل نغمة).
تستخدم أنظمة الحلقة المغلقة ذات النطاق الترددي العالي أيضًا 1024-QAM. باستخدام 1024-QAM والتشفير التكيفي والتشكيل (ACM) و XPIC ، يمكن للمصنعين تحقيق سعة جيجابت في قناة واحدة 56 ميجاهرتز.
في جهاز استقبال SDR
من المعروف أن التردد الدائري 8-QAM هو تعديل 8-QAM الأمثل بمعنى أنه يحتاج إلى أقل متوسط قدرة لمسافة إقليدية دنيا معينة. يعد تردد 16-QAM دون المستوى الأمثل ، على الرغم من أنه يمكن إنشاء واحد مثالي على غرار 8-QAM. غالبًا ما تُستخدم هذه الترددات عند ضبط مستقبل SDR. يمكن إعادة إنشاء ترددات أخرى عن طريق معالجة ترددات مماثلة (أو مماثلة). تُستخدم هذه الصفات بنشاط في أجهزة الإرسال والاستقبال SDR الحديثة والموجهات والموجهات.
