QAM (Quadrature Amplitude Modulation) (2005-07-18)

1. QAM ( Quadrature Amplitude Modulation)

QAM은 디지털 신호를 일정량만큼 분류하여 반송파 신호와 위상을 변화시키면서 변조시키는 방법이다. QAM은 MPSK와 달리 위상 뿐만 아니라 크기도 변수로 사용하기 때문에 더욱 많은 양의 디지털 데이터를 동시에 전송할 수 있지만, 에러에 취약한 편이다.

16-QAM의 경우를 예를 들면 <그림 2-8-1>과 같다. 그림 (a)에서 처럼 16개의 level로 양자화된 디지털 신호는 (b)와 같이 I/Q 플롯의 16개의 좌표로 분산되어 변조된다. 즉 위상과 크기가 각각 다른 16개의 신호공간을 통해 한 좌표당 4bit의 2진 디지털 신호를 보낼 수 있게 된다. 수신단 측에서는 그림 (b)에서 나타난 것처럼 16개의 신호좌표들을 구분하는 경계선을 기준으로 수신된 신호가 어느 영역에 위치하느냐를 관측하여 원래 신호로 복조하게 된다.

 

  <그림 2-8-2>에서 보여지듯이, 16 QAM의 경우 12가지의 위상과 3가지의 신호크기를 조합하여 총 16개의 신호가 바둑판처럼 사용되게 된다. (I/Q 플롯에서 반지름은 신호의 크기를 말하며, I축을 기준으로 신호가 돌아간 각도는 위상을 의미한다. 1-10장 참조)

 

  

2. QAM의 종류 (MQAM)

QAM은 사용하는 신호좌표의 양에 따라 여러 가지로 나누어지는데, MPSK와 마찬가지로 M-ary 방식이라서 QAM을 MQAM이라고 부르기도 하며 2의 승수에 해당하는 만큼의 신호를 사용한다. <그림 2-8-3>에는 일반적으로 많이 사용되는 MQAM을 보여주고 있다.

 

● QPSK (quadrature phase shift keying) : 직교 위상 편이 변조 
 위상 편이 변조 (PSK)의 하나로 전송하고자 하는 두 값 (0 또는 1)의 전송 신호를 반송파의 0위상 (同位相)과 π위상 (逆位相)의 2위상에 대응시켜서 전송하는 2진 위상 편이 변조 (BPSK : binary PSK)와는 달리, 두 값의 디지털 신호의 0과 1의 2비트를 모아서 반송파의 4위상에 대응시켜서 전 송하는 방식을 말한다.
즉 예를 들면 0 위상에 (0, 0), π/2 위상에 (0, 1), π 위상에 (1, 0), 3π/2 위상에 (1, 1)을 대응시 켜서 전송한다. 반송파의 위상 변화를 90도 간격으로 취하여 하나의 부호 (1 Symbol)로 1비트를 전송하는 2진 위상 편이 변조와는 달리 하나의 부호로 2비트를 전송하는 방식이다. 직교 위상 편 이 변조를 4위상 편이 변조 (quadrature PSK)라고도 한다. 4위상 편이 변조파는 2위상 편이 변조 파와 같은 주파수 대역폭에서 2배의 정보를 전송할 수가 있다. 위성 방송에서는 음성 신호의 전송 이나 위성 통신에서 널리 사용되고 있다.

● QAM ( quadrature amplitude modulation ) : 직교 진폭 변조
 디지털 변조 방식의 일종인 다치 변조 (multi-level modulation) 방식의 하나로, 피변조(반송파)의 진폭과 위상의 쌍방을 조합하여 이용하는 변조 방식이다. 아날로그 전화 회선을 사용하여 디지털 전송할 때의 고속 변조기로서 많이 사용되고 있다.
예를 들면, 피변조파 1파당 4값의 진폭, 4값의 위상(phase)을 각각 판별할 수 있으면 16의 정보를 전달할 수 있다. 이 때문에 반송파를 2400Hz로 하면 9600bps의 전송이 가능하다. 수신측에서 16값을 정확하게 판별하려면 전화 회선에서 열화된 특성을 복원할 필요가 있다. 이것을 자동 등화 (automatic equalization)라고 한다. 최근에는 자동 등화 기술이 발달되어 있어서 더한층 다치화 한 32치 QAM, 64치 QAM 등의 고속 변조기가 등장하고 있다. 또 QAM 방식을 사용한 마이크로파 디지털 무선 방식의 실용화가 진행되고 있다.

 숫자는 기호 당 코드 포인트의 수를 가리킨다. QAM배열에서 QAM 레이트나 포인트의 수는<비트의 수/기호L>의 2 제곱으로 계산 할 수 있다.

 

참조: (위 내용은 www.rfdh.com 에서 참고하였습니다)