La modulación de amplitud en cuadratura, en inglés Quadrature Amplitude Modulation (QAM), es una modulación digital avanzada que transporta datos cambiando la amplitud de dos ondas portadoras.
Estas dos ondas, generalmente sinusoidales, están desfasadas entre si 90° en la cual una onda es la portadora y la otra es la señal de datos.
Se utiliza para la transmisión de datos a alta velocidad por canales con ancho de banda restringido.Se asocian gran cantidad de aplicaciones a ella:
- Modems superiores a 2400 bps.
- Multitud de sistemas de transmisión de televisión, microondas, satélite, etc.
- En la modulación TCM.
- Modems ADSL
Indice
Funcionamiento de la modulación en amplitud en cuadratura QAM
La modulación QAM consiste en modular en amplitud (ASK) de forma independiente, dos portadores que tienen la misma frecuencia pero que están desfasadas entre si 90º.
La señal modulada QAM es el resultado de sumar ambas señales ASK.
Estas pueden operar por el mismo canal sin interferencia mutua porque sus portadoras están en cuadratura.
La fórmula matemática de una señal modulada en QAM es :
Las amplitudes de las dos señales moduladas en ASK (a y b),toman de forma independiente los valores discretos an y bn correspondientes al total de los “N” estados de la señal moduladora codificada en banda base multinivel N= n x m.
Una modulación QAM se puede reducir a la modulación simultanea de amplitud ASKn,m y fase PSKn,m de una única portadora, pero solo cuando los estados de amplitud An,m y de fase Hn,m que esta dispone, mantienen con las amplitudes de las portadoras originales an y bn
QAM –> An(coswt) + Bm(senwt) = An,m(coswt − Hn,m)
Donde An(coswt) y Bm(senwt) están moduladas en ASK, An,m esta modulada en ASK y (coswt − Hn,m) es una expresión modulada en PSK
- An,m=
- An =An,m cos Hn,m
- Hn,m =arctg Bm / An
- Bm=An,m sen Hn,m
Estas expresiones se deducen fácilmente a partir de la siguientes:
- QAM –> Acos(wt –h) = A coswt x cos h + Asenwt x sen h
- QAM –> Acos(wt –h) = (A cos h) x cos wt + (A sen h) x sen wt
- QAM –> Acos(wt –h) = A coswt + b senwt; por lo tanto: a=A cos h; b=a sen h
La inmunidad que tiene la señal modulada en cuanto a las perturbaciones y al ruido de la línea, es mayor cuanto mas separados estén los puntos del diagrama de estados.
Se trata pues de buscar una constelación de puntos con una coordenadas de amplitud y fase que hagan maxima la separación entre ellos.
Ejemplos de modulación en amplitud en cuadratura
- 16-QAM Modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados
Cada flujo de datos se divide en gupos de cuatro bits, y a su vez en subgrupos de 2 bits, codificando cada bit en 4 estados o niveles de amplitud de las portadoras.
- N-QAM
Cada bit se codifica en 2n estados o niveles de amplitud de las portadoras.
