Pengertian QAM (QUADRATURE MODULATION), 4-QAM (1 AMPLITUDE, 4 PHASES), 8-QAM (2 AMPLITUDE, 4 PHASES)

QAM (QUADRATURE MODULATION)

Quadrature Amplitudo Modulation atau QAM adalah suatu cara pentransmisian pada laju bit-bit yang lebih tinggi pada saluran/kanal dengan lebar pita yang terbatas. Sebagai contoh penggunaan kumpulan sinyal QAM 16 titik memungkinkan 9600 bit/detik ditransmisikan pada saluran telepon dengan lebar pita 2700 Hz. Dalam kasus tersebut empat digit biner yang berurutan harus disimpan dan dikodekan kembali sebagai salahsatu dari 16 bentuk sinyal yang ditransmisikan. Sinyal-sinyal yang dihasilkan dinamakan sinyal modulasi amplitudo kuadratur (QAM). Sinyal ini dapat ditafsirkan sebagai modulasi amplitudo multitingkat yang diterapkan secara bebas pada setiap dua pembawa kuadratur.

4-QAM (1 AMPLITUDE, 4 PHASES)

QAM 4 keadaan merupakan teknik encoding M-er dengan M=4, dimana ada empat keluaran QAM yang mungkin terjadi untuk sebuah frekuensi pembawa. Karena ada 4 keluaran yang berbeda, maka harus ada 4 kondisi masukan yang berbeda. Karena masukan sinyal digital ke QAM modulator adalah sinyal biner, makauntuk memperoleh 4 kondisi masukan yang berbeda diperlukan lebih dari satu bit masukan. Dengan memakai 2 bit masukan, maka diperoleh 4 (2²) kondisi yang mungkin : 00, 01, 10, 11 data masukan biner digabung menjadi kelompok dua bit. Masing masing kode bit menghasilkan salah satu dari 4 keluaran yang mungkin.

Dua bit dimasukkan secara seri kemudian dikeluarkan secara paralel satu bit ke kanal I dan bit lainnya serentak menuju ke kanal Q. Bit di kanal I dimodulasikan dengan pembawa (sin ω_ct) dan bit dikanal Q dimodulasikan dengan pembawa (cos ω_ct). Untuk logika 1 = +1 volt dan logika 0 = -1 volt, sehingga ada 2 fasa yang mungkin pada keluaran modulator kanal I yaitu +sin ω_ct dan -sin ω_ct. Dan ada 2 fasa yang mungkin pada keluaran modulator kanal Q yaitu +cos ω_ct dan -cos ω_ct. Penjumlahan linier menghasilkan 4 fasa resultan yang mungkin yaitu : +sin ω_ct +cos ω_ct, +sin ω_ct -cos ω_ct, dan -sin ω_ct + cos ω_ct, dan -sin ω_ct -cos ω_ct. Jika masukan biner dari Q = 0 dan I = 0 maka dua masukan modulator kanal I adalah -1 dan (sin ω_ct). Sedangkan dua masukan modulator kanal Q adalah -1 dan cos ω_ct.

Sehingga, keluarannya adalah :

Modulator kanal I = (-1) ( sin ω_ct) = -1 sin ω_ct

Modulator kanal Q= (-1) (cos ω_ct) = -1 cos ω_ct

Dan keluaran dari penjumlah linier adalah

-1 sin ω_ct -1 cos ω_ct = √((-1)^2+(-1)^2 )  cos (ω_ct - tg ^-1 1)

= 1,414 cos (ω_ct - 45⁰)

= 1,414 sin (ω_ct - 135⁰)

Data masukan pada QAM 4 keadaan di bagi menjadi 2 kanal. Laju pada kanal I sama dengan kanal Q yaitu setengah dari laju data masukan (f_b /2). Frekuensi fundamental tertinggi ada pada data masukan ke modulator kanal I atau kanal Q , yaitu seperempat laju data masukan (f_b /4). Keluaran modulator kanal I dan kanal Q memerlukan bandwidth Nyquist minimum sebesar setengah dari laju data masukan (f_b /4 x 2 = f_b /2)

Jadi dengan QAM 4 keadaan, penekanan bandwidth terpenuhi (bandwidh minimum lebih kecil dari laju data masukan )

Sejak sinyal keluaran tidak berubah fasa sampai dua bit (dibit) terkunci laju pembelahan bit, laju perubahan keluaran (baud) tercepat juga sama dengan setengah laju data masukkan. Bandwidth minimum dan baud adalah sama.

8-QAM (2 AMPLITUDE, 4 PHASES)

QAM 8 keadaan adalah teknik encoding M-er dengan M=8. Dengan QAM 8 keadaan keluaran yang mungkin untuk satu frekuensi pembawa. Untuk memperoleh 8 kondisi masukan yang berbeda maka data masukan biner digabung menjadi tiga kelompok bit yang disebut TRIBIT (2³ = 8). Masing –masing kode tribit menghasilkan salah satu keluaran yang mungkin .

Masukan bit serial mengalir ke pembelah bit dimana mengubah ke bit paralel, menjadi keluaran tiga kanal (kanal I atau kanal ‘in-phase’, kanal Q atau ‘in quadrature’, dan kanal C atau ‘kontrol’). Sehingga laju bit pada masing –masing kanal menjadi sepertiga laju data masukan (f_b /3). Bit kanal I dan C menuju konverter kanal I dan bit di kanal Q dan C menuju conventer kanal Q. Conventer ‘2 to 4 level’ adalah DAC (digital to analog conventer) engan masukan paralel masukan 2 bit, ada 4 tegangan keluaran yang mungkin. Bit kanal I atau Q menentukan dari polaritas dari keluaran, sinyal analog PAM (logika 1 = +V dan logika 0 = –V ). Sedangkan bit kanal C menentukan besarnya (logika 1= 1,307 V dan logika 0 = 0,541 V), karena bit kanal C sama sebagai masukan converter kanal I dan Q, maka besar sinyal kanal I dan Q selalu sama.

Untuk masukan tribit Q = 0, I = 0, C = 0 (000), maka masukan converter kanal I adalah 1 = 0 dan C = 0, dari tabel kebenaran di peroleh keluaran –0,541 volt. Dan masukan converter kanal Q adalah Q = 0 dan C = 0, dari tabel kebenaran di peroleh keluaran –0,541. Lalu dua masukan modulator kanal I adalah –0,541 dan sin dan keluarannnya adalah :

I = – (0,541) (sin ω_ct)

  = – 0,541 sin ω_ct

Dan dua masukan modulator kanal Q adalah –0,541 dan cos ω_ct laju keluarannya adalah :

Q = (– 0,541)( cos ω_ct)

    = – 0,541 cos ω_ct

Kemudian keluaran dari modulator kanal I dan Q di jumlah pada penjumlah linier dan keluarannya adalah :

= – 0,541 sin ω_ct – 0,541 cos ω_ct

= 0,765 sin ω_ct – 135⁰

 Sejak data dibagi menjadi tiga kanal, laju data pada kanal I, kanal Q, dan kanal C. Adalah sebesar sepertiga dari laju data masukan (f_b /3). Karena bit di kanal I, Q, C dikeluarkan secara serentak dan paralel, converter juga mengalami perubahan pada masukan keluaran pada laju yang sama yaitu f_b /3.

Referensi : http://sigitkus.lecture.ub.ac.id/?paged=3