Ўзбекистон республикаси ахборот технологиялари ва коммуникацияларини ривожлантириш вазирлиги

2.1. Квадратура амплитудали модуляция (QAM )

Ушбу усул комбинацияланган модуляция турига тегишли. QAM усулида модуляцияланган сигнал иккита ортогонал ташувчилар, яъни косинусоидал ва синусоидал ташувчилар йиғиндиси кўринишини намоён қилинади. Уларнинг амплитудалари мустақил дискрет қийматлар қабул қилади.

u _qam (t) =Uc[c_I(t) cosω_Ct+c_II(t)sinω_Ct],
бу ерда Uc — сигнал амплитудаси; ω_C — ташувчи частота, c_I(t), c_II(t) - квадратур каналларда модуляцияловчи сигналлар. Qам модуляциясидан кейин сигналларни қабул қилишда когерент детекторлаш амалга оширилади.
Агар u_qam (t) ифодасида модуляцияловчи сигналлар c_I(t), c_II(t) ±1 қийматларни қабул қилса, QAM-4 (тўрт босқичли QAM) ҳосил қилинади. Агарда квадратурада ҳам синфаз каналлар каби тўртбосқичли c(t) = ±1; ±3 сигналлар қўлланилса, 64 босқичли Qам (QAM-64) ҳосил бўлади ва қуйидаги ифода бўйича ёзилади:
U_QAM-64(t)= A_icos(ω_Ct+Θ_I)
Ифодани фаза-амплитуда майдонида (кенглигида) махсус 6-расмда кўрсатилган каби тасвирлашимиз мумкин, A_i сигнал векторининг тугалланган ҳолатлари i қийматларининг турли даражалари бўйича нуқталар ёрдамида кўрсатилган.

Расм 6.
QAM-16 ( = 1) режимида сигнал ҳолатларининг вектор диаграммаси
6-расмда кордината ўқлари синфаз J ва квадратура Q ташкил этувчиларига тўғри келади.
QAM модуляциясининг турли усулларида сигнал нуқталарининг фаза-амплитуда муҳитида жойлашишини модуляцияланган сигналларнинг юлдузсимон сигналлари аниқлаштиради. Қўшма квадрантларидаги икки яқин нуқталар орасида турли масофалар учун бир текис ҳамда нотекис юлдузсимон сигналлари қўлланилади ва шу орқали χ юлдузли сигнал нотекислик коэффиценти баҳоланади. Ушбу параметр икки турли квадрантлардаги қўшни нуқталар орасидаги масофани битта квадрант ичидаги нуқталар орасидаги масофага нисбатига тенг. QAM-16 ва QAM-64 модуляция турлари учун χ нинг 3 та қийматини қўллаш тавсия қилинади:
χ = 1 бир текис юлдузсимон сигналли оддий QAM га тўғри келади (расм 6);
χ = 2 нотекис юлдузсимон сигналли QAM ни тавсифлайди, қўшма квадрантларнинг икки энг яқин нуқталари орасидаги масофа битта квадрант чегарасидаги шу масофадан икки марта катта эканлигини ифодалайди (расм 7);
χ = 4 нотекис юлдузсимон сигналли QAM ни тавсифлайди, квадрантлар ичидаги ва квадрантлараро нуқталарнинг орасидаги масофа 4 карралилигини ифодалайди (расм 8).

χ = 2 ва χ = 4 коэффицента эга нотекис структурали юлдузсимон сигналларнинг қўлланилиши орқали, QAM-16 ва QAM-64 усуллари ёрдамида модуляцияланган оқимни яхшироқ декодерлашга эришилади. Лекин бундай ҳолатда маълумотлар оқимида сигнал-шовқин муносабатларини ошириш лозим, чунки шовқин ва халақитлар юлдузсимон сигнал нуқталарини “булутларга” трансформациялайди. Сигнал нуқтаси “булут” маркази ҳисобланади, унинг “аралашуви”- ташувчининг қолдиқ сатҳи, J ва Q сигналлари сатҳлари баланси бузилиши, модуляцияли хатолар коэффиценти ва бошқа параметрларни ифодалайди. Шовқиннинг ўта юқори даражаларида сигналли нуқталарни ажратиш деярли иложи бўлмай қолади. Юлдузсимон сигналларига нотекисликларнинг киритилганлиги шарофати билан квадрантлар орасидаги сигнал нуқталарини етарлича яхши ажратиб олинади, яъни декодерлаш руҳсат этилган хатолик эҳтимоллигида амалга оширилиши мумкин.
Амалиётда QAM -16 модуляция тури 3,9 (бит/с)/Гц ва QAM-64 - 4,5 (бит/с)/Гц маълумот узатиш тезликларини таъминлайди.
8 МГц полосали кабелли тармоқ каналининг ўтказувчанлик қобилияти QAM-64 модуляциясида, 38,5 Мбит/с ни ташкил қилади. QAM-64 модуляцияси кабелли тармоқларда рақамли ТВ қабул қилгич киришидаги сигнал-шовқин муносабатлари 24 дБ.га тенг бўлганда ишончли қабул даражаси таъминлайди.
2.2. Квадратура фазали манипуляцияси (QPSK)
QPSK – бу асосий дискрети π/2 га тенг дискрет фазали манипуляция ҳисобланади. Бундай турдаги модуляцияда модуляторга берилаётган барча кирувчи маълумотлар кетма-кетлиги жуфтликлар, яъни икки битли символларга ажратилади ва символдан символга ўтишда сигналнинг бошланғич фазаси φ бирликка ўзгартирилади. φ бирлик миқдори 1-жадвалда келтирилган алгоритмга асосан аниқланади.
QPSK модуляторининг умумлаштирилган функционал схемаси 6-расмда келтирилган.


1 – Жадвал. QPSK усулида фазавий монипуляциялаш қонуни.

Модуляторда кирувчи битлар кетма-кетлиги		Δφ фазанинг ўзгариши
Тоқ символлар (символнинг биринчи бити) X	Жуфт символлар (символнинг иккинчи бити) Y
1	1	-3π/4
0	1	3 π /4
0	0	π /4
1	0	- π /4

Кирувчи кетма-кетликни икки параллел кетма-кетликларга айлантиргич

Кирувчи битлар кетма-кетлиги

Фаза кодери

Модуляция-ланган
сигнал

Расм 9. QPSK модуляторининг функционал схемаси

2.3. Ортогонал ташувчили частота зичлаштириш