À quoi se réfère la modulation d'amplitude en quadrature (QAM) ?

La modulation d'amplitude en quadrature (QAM) est le nom d'une série de méthodes de modulation numérique et de méthodes de modulation analogique associées qui sont largement utilisées pour transmettre des informations dans les télécommunications modernes. Il utilise le schéma de modulation numérique Amplitude Shift Keying (ASK) ou le schéma de modulation analogique Amplitude Modulation (AM) pour transmettre deux signaux de message analogiques ou deux flux de bits numériques en modifiant (modulant) l'amplitude de deux porteuses. Deux porteuses de même fréquence sont déphasées de 90° l'une par rapport à l'autre. Cette condition est appelée quadrature. Le signal transmis est généré en ajoutant deux ondes porteuses, a une certaine amplitude résultant de la somme des deux signaux et une phase qui dépend à nouveau de la somme des signaux. Cette méthode permet de doubler sa bande passante effective. QAM est également utilisé avec impulsion AM (PAM) dans les systèmes numériques tels que les applications sans fil.

Si l'on ajuste l'amplitude d'un des signaux, cela affecte à la fois la phase et l'amplitude du signal global, la phase tendant vers celle du signal avec le contenu en amplitude la plus élevée. Au niveau du récepteur, du fait de leur orthogonalité, les deux ondes peuvent être séparées de manière cohérente (démodulées). Une autre caractéristique clé est que la modulation est une forme d'onde basse fréquence/faible bande passante par rapport à la fréquence porteuse. C'est ce qu'on appelle l'hypothèse de bande étroite.La modulation de phase (PM analogique) et la modulation par déplacement de phase (PSK numérique) peuvent être considérées comme un cas particulier de QAM, où l'amplitude du signal transmis est constante, mais sa phase change. Cela peut également être étendu à la modulation de fréquence (FM) et à la modulation par déplacement de fréquence (FSK), car ils peuvent être considérés comme des cas particuliers de modulation de phase.

Maintenant que nous savons que le messager numérique peut être modulé sur la porteuse RF en QPSK et BPSK.Pourquoi ne pourrions-nous pas combiner afin d'obtenir plus d'informations numériques dans l'onde sinusoïdale ?C'est QAM, qui est l'abréviation de QPSK & AM.En théorie, QAM peut être modulé avec un déphasage plus petit. Il y a plus de deux amplitudes possibles pour remplir chaque onde sinusoïdale avec plus d'informations. Habituellement, l'application est limitée au câble, car le bruit y a été considérablement atténué. Fondamentalement, le QAM permet aux signaux analogiques de transmettre efficacement des informations numériques. Il fournit également aux opérateurs un moyen de transmettre plus de bits dans la même période, augmentant ainsi efficacement la bande passante.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l'utilisation de QAM ?

L'utilisation efficace de la bande passante est le principal avantage des écarts de modulation QAM. Cela est dû au fait que QAM symbolise plus de bits par porteuse. Par exemple, 256-QAM mappe 8 bits par porteuse et 16-QAM mappe 4 bits par porteuse. Les inconvénients sont que le processus de modulation QAM est plus préhensible au bruit. En effet, les états de transmission sont très proches, nécessitant un niveau de bruit inférieur. déplacer le signal d'un point à un autre.

La modulation d'amplitude en quadrature peut être utilisée avec une variété de formats différents :

8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM

Connaissance de base du modulateur QAM

Le modulateur QAM suit essentiellement l'idée que l'on peut voir de la théorie QAM de base, où il y a deux signaux porteurs et le déphasage entre eux est de 90°. Ils sont ensuite modulés en amplitude avec deux flux de données appelés I ou flux de données en phase et Q ou flux de données en quadrature. Ceux-ci sont générés dans la zone de traitement en bande de base. Un modulateur QAM fonctionne comme un traducteur, aidant à traduire les paquets numériques en un signal analogique pour transférer les données de manière transparente.

Les deux signaux synthétisés sont additionnés, puis traités selon les besoins dans la chaîne de signaux RF. Ils sont généralement convertis en fréquence à la fréquence finale souhaitée et amplifiés au besoin.

Il convient de noter que lorsque l'amplitude du signal change, tout amplificateur RF doit être linéaire pour maintenir l'intégrité du signal. Toute non-linéarité modifiera le niveau relatif du signal et modifiera la différence de phase, déformant ainsi le signal et introduisant la possibilité d'erreurs de données.

Bases du démodulateur QAM

Le démodulateur QAM est tout à fait l'inverse du modulateur QAM. Les signaux entrent dans le système, ils sont séparés et chaque côté est appliqué à un mélangeur. Une moitié a l'oscillateur local en phase appliqué et l'autre moitié a le signal d'oscillateur en quadrature appliqué.

Le modulateur de base suppose que les deux signaux en quadrature restent exactement en quadrature.Une autre exigence est de dériver un signal d'oscillateur local pour la démodulation qui est exactement sur la fréquence requise pour le signal. Tout décalage de fréquence sera un changement dans la phase du signal de l'oscillateur local par rapport aux deux composantes porteuses supprimées à double bande latérale du signal global.

Le système comprend des circuits de récupération de porteuse, généralement des boucles à verrouillage de phase - certains ont même des boucles intérieures et extérieures. Il est important de récupérer la phase de la porteuse, sinon le taux d'erreur sur les bits des données sera affecté.

Le circuit illustré ci-dessus montre des circuits de modulateur et de démodulateur IQ QAM communs utilisés dans un grand nombre de domaines différents. Ces circuits ne sont pas seulement constitués de composants discrets, mais sont plus couramment utilisés dans des circuits intégrés pouvant assurer un grand nombre de fonctions.

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