Modulación de amplitud en cuadratura
La modulación de amplitud en cuadratura[1] o QAM (acrónimo de Quadrature Amplitude Modulation, por sus siglas en inglés) es una técnica que transporta dos señales independientes, mediante la modulación, tanto en amplitud como en fase, de una señal portadora.
se recupera al multiplicar la señal recibida por una portadora de frecuencia
que puede ser expresada así: Usando las identidades trigonométricas, la ecuación anterior se puede escribir como: Haciendo pasar esta señal compuesta por un filtro pasa bajo adecuadamente diseñado, se remueven los componentes de altas frecuencias que contienen a
, lo cual demuestra que ambas señales pueden ser recibidas independientemente.
La QAM analógica es usada en los sistemas de televisión en color NTSC y PAL, en los cuales las señales
En el dominio frecuencial, QAM tiene un patrón espectral similar al de la modulación doble banda lateral con portadora suprimida.
Los puntos de la "constelación" están uniformemente dispuestos en una rejilla cuadrada con igual separación vertical y horizontal, aunque son posibles otras configuraciones.
Al cambiar a una constelación de orden superior, es posible transmitir más bits por símbolo.
Una desventaja, en este caso, es que los puntos ya no son todos de la misma amplitud, de modo que el demodulador debe correctamente detectar tanto la fase como la amplitud.
En los Estados Unidos, estos son los esquemas de modulación digital obligatorios para televisión por cable aprobados por SCTE en la norma ANSI/SCTE 07 2000.
[7] La norma europea de televisión digital terrestre DVB-T utiliza las modulaciones 16-QAM y 64-QAM al igual que las normas ISDB-T y ISDB-Tb, también conocida como SBTVD.
La modulación de 256-QAM está prevista en el Reino Unido para la televisión en alta definición.
Por ejemplo, los dispositivos actuales de 500 Mbps para comunicación por cables de energía eléctrica usan las modulaciones 1024-QAM y 4096-QAM, así como los dispositivos bajo el futuro estándar de ITU-T denominado G.hn para redes sobre el cableado existente en casa (cable coaxial, líneas telefónicas y líneas eléctricas).
Esto se indica en el diagrama bajo las funciones de coseno y seno.
Las señales son sumadas por un circuito analógico lineal y de ahí pasan al equipo transmisor.
En el caso de las normas de televisión cromática NTSC y PAL, estas señales incorporan los pulsos de sincronización vertical y horizontal, mientras que el audio se añade en el transmisor, con lo cual se completa la señal televisiva.
Las señales pasan después por filtros pasa-bajo y luego son multiplicadas por la misma portadora de frecuencia
Ambas señales son sumadas linealmente y se envían al canal de transmisión.
son los voltajes a la salida de los multiplicadores para el símbolo n-ésimo que está siendo transmitido.
atraviesan los filtros pasabajos TP, adecuadamente diseñados para obtener las señales finales
El esquema de demodulación básico es mostrado en el diagrama que sigue.
En la práctica, existe un retardo de fase desconocido entre el transmisor y el receptor que debe ser compensado por la sincronización del oscilador local del receptor.
En aplicaciones móviles, siempre existirá una desviación en frecuencia debido a la posible presencia de un desplazamiento por efecto Doppler proporcional a la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor.
Cuando se den las coordenadas de puntos de la constelación en esta sección, se deberá tener en cuenta que representan una constelación no normalizada.
Es decir, si se requiere conocer la energía media en un punto, la constelación tendría que ser escalada linealmente.
Los diagramas anexos muestran la disposición de los puntos en el plano para los esquemas 8-QAM y 16-QAM circular.
La constelación circular destaca la relación entre las modulaciones digitales QAM y PSK.
Aunque, en general, hay una constelación no rectangular que es óptima para una modulación M-QAM en particular, no utiliza ya que las señales en esquemas M-QAM Rectangulares son mucho más fáciles de modular y demodular.
Existe una dispersión de los puntos de la constelación, disminuyendo la separación entre estados adyacentes, por lo que es difícil que el receptor decodifique la señal apropiadamente, reduciéndose la inmunidad al ruido.
Hay varias mediciones de los parámetros de prueba que ayudan a determinar un modo QAM óptimo para un entorno operativo específico.
