2.1 Квадратурна амплітудна модуляція (qam)
Даний спосіб модуляції відноситься до комбінованих. У разі QAM промодулирован-ний сигнал являє собою суму двох ортогональних несучих: косинусоидальной і сі-нусоідальной, амплітуди яких беруть незалежні дискретні значення.
u qam (t) =Uc[cI(t) cosωCt+cII(t)sinωCt]
де Uc - амплітуда сигналу; ωC - частота несучої, cI (t), cII (t) - модулирующие сигнали в квадратурних каналах. При прийомі сигналів з QАМ проводиться когерентне детектування.
Якщо у виразі U QAM (t) модулирующие сигнали cI (t), cII (t) приймають значення ± 1, то отримаємо QAM-4 (чотирипозиційну QAM). Якщо ж для модуляції як в синфазном, так і в Квадратурна каналах використовуються чотирьохрівневі сигнали c (t) = ± 1; ± 3, то при цьому виходить 64-позиційна ЗАС (QAM-64), яку можна описати таким виразом:
UQAM-64(t)=
Aicos(ωCt+ΘI)
і представити в фазово-амплитудном просторі у вигляді спеціального малюнка 3, де точ-ками показані положення кінців вектора сигналу Ai при різних значеннях i. Осі координат на малюнку 3 відповідають синфазної J і квадратурної Q складовим сигналу.
Розміщення сигнальних точок у фазово-амплитудном просторі при різних типах QAM визначають сигнальні сузір'я модульованих сигналів. Практично використовуються як звичайні рівномірні, так і нерівномірні сигнальні сузір'я з різними відстанями між двома найближчими точками сузір'я в суміжних квадрантах, що кількісно оцінюється коефіцієнтом нерівномірності сигнального сузір'я χ. Даний параметр дорівнює відношенню відстані між сусідніми точками в двох різних квадрантах до відстані між точками в одному квадранті. Стосовно до модуляції типу QAM-16 і QAM-64 рекомендуються три зна ¬ чення коефіцієнта χ:
χ = 1соответствует звичайної QAM з рівномірним сигнальним сузір'ям (малюнок 3.1); χ = 2 характеризує QAM з нерівномірним сигнальним сузір'ям, коли відстань між двома найближчими точками сузір'я в суміжних квадрантах в два рази більше відстані в межах одного квадранта (малюнок 3.2); χ = 4 оцінює QAM з нерівномірним сигнальним сузір'ям, коли відмінність відстаней між точками всередині та між квадрантами є чотириразовим (малюнок 3.2). Примі-ня нерівномірної структури сигнальних сузір'їв з коефіцієнтами χ = 2 і χ = 4 забезпечує поліпшення декодування потоку даних, модульованих методами QAM-16 і QAM-64. Однак при цьому потрібно збільшення відносини сигнал-шум для потоку даних, так як шуми і перешкоди трансформують сигнальні точки сузір'я в «хмари». Центром «хмари» залишається сигнальна точка, а його «розмитість» характеризує залишковий рівень несучої, порушення балансу рівнів сигналів J і Q, коефіцієнт модуляційних помилок і інші параметри. При дуже сильному шумі розрізнити сигнальні точки всередині квадрантів стає практично неможливим. Однак завдяки введеної нерівномірності в сигнальні сузір'я сигнальні точки між квадрантами розрізняються досить добре, тобто декодування може здійснюватися з прийнятною вірогідністю помилок.
На практиці модуляція типу QAM -16 забезпечує питому швидкість передачі даних, рівну 3,9 (біт / с) / Гц, а QAM-64 - 4,5 (біт / с) / Гц.
Пропускна здатність кабельної мережі з смугою каналу 8 МГц становить 38,5 Мбіт / с при модуляції QAM-64. У кабельних мережах модуляція QAM-64 дозволяє при співвідношенні сигнал-шум на вході цифрового ТБ приймача 24 дБ забезпечувати стійкий прийом.