Modulación de amplitud de cuadratura
La modulación de amplitud en cuadratura ( QAM ) es el nombre de una familia de métodos de modulación digital y una familia relacionada de métodos de modulación analógica ampliamente utilizados en las telecomunicaciones modernas para transmitir información. Transmite dos señales de mensaje analógicas, o dos flujos de bits digitales , cambiando ( modulando ) las amplitudes de dos ondas portadoras , utilizando el esquema de modulación digital de modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) o el esquema de modulación analógica de modulación de amplitud (AM). Las dos ondas portadoras de la misma frecuencia están desfasadasentre sí en 90 °, una condición conocida como ortogonalidad o cuadratura . La señal transmitida se crea sumando las dos ondas portadoras. En el receptor, las dos ondas pueden separarse (demodularse) coherentemente debido a su propiedad de ortogonalidad. Otra propiedad clave es que las modulaciones son formas de onda de baja frecuencia / ancho de banda bajo en comparación con la frecuencia de la portadora, lo que se conoce como suposición de banda estrecha .
La modulación de fase (PM analógica) y la manipulación por desplazamiento de fase (PSK digital) se pueden considerar como un caso especial de QAM, donde la amplitud de la señal transmitida es una constante, pero su fase varía. Esto también puede extenderse a la modulación de frecuencia (FM) y la modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), ya que pueden considerarse como un caso especial de modulación de fase.
QAM se utiliza ampliamente como esquema de modulación para sistemas de telecomunicaciones digitales , como en los estándares Wi-Fi 802.11 . Se pueden lograr eficiencias espectrales arbitrariamente altas con QAM estableciendo un tamaño de constelación adecuado , limitado solo por el nivel de ruido y la linealidad del canal de comunicaciones. [1] QAM se está utilizando en sistemas de fibra óptica a medida que aumentan las tasas de bits; QAM16 y QAM64 se pueden emular ópticamente con un interferómetro de 3 vías . [2] [3]
En una señal QAM, una portadora retrasa a la otra en 90 °, y su modulación de amplitud se denomina habitualmente componente en fase , denotada por I ( t ). La otra función de modulación es la componente de cuadratura , Q ( t ). Entonces, la forma de onda compuesta se modela matemáticamente como:
donde f c es la frecuencia portadora. En el receptor, un demodulador coherente multiplica la señal recibida por separado con una señal de coseno y de seno para producir las estimaciones recibidas de I ( t ) y Q ( t ) . Por ejemplo:
El filtrado de paso bajo r ( t ) elimina los términos de alta frecuencia (que contienen 4π f c t ), dejando solo el término I ( t ) . Esta señal filtrada no se ve afectada por Q ( t ), lo que muestra que la componente en fase se puede recibir independientemente de la componente en cuadratura. De manera similar, podemos multiplicar s c ( t ) por una onda sinusoidal y luego un filtro de paso bajo para extraer Q ( t ).
