¿Cuál es el ancho de banda requerido para la modulación QAM?

NxN-QAM significa Modulación de amplitud en cuadratura y es un esquema de modulación donde la señal transmitida es la "mezcla" de dos portadoras en cuadratura cuya amplitud se modula digitalmente de manera independiente para proporcionar N diferentes niveles de amplitud posibles para cada portadora. Por lo tanto, 64-QAM es 8x8-QAM, por ejemplo.

El ancho de banda total de dicha señal es proporcional a la velocidad en baudios \ $ \ dfrac 1 T \ $ donde T es el tiempo del símbolo, es decir, el tiempo necesario para transmitir un símbolo. Tenga en cuenta que cada símbolo en NxN-QAM transporta \ $ \ log_2 (NxN) \ $ bits de información, por lo tanto, 64-QAM transporta 6 bits de información por símbolo, mientras que 4-QAM transporta solo 2 bits por símbolo y 16-QAM transporta 4 .

Si considera una velocidad de transmisión de información constante, es decir, una velocidad de bits constante, puede ver que al aumentar el número de bits por símbolo aumenta el tiempo del símbolo, por lo tanto, el ancho de banda requerido disminuye.

Para ser más explícitos, imagine que tiene que transmitir un mensaje con una velocidad de bits de 64 kbit / s. Si usa 4-QAM, puede transmitir 2 bits por símbolo, por lo que necesita transmitir a 32kSymbols / s (32kBaud). Si usa 64-QAM, puede transmitir 6 bits por símbolo, por lo que su velocidad de transmisión se reduce a ~ 10.6kSymbols / s (10.6kBaud). Como dijimos que el ancho de banda es proporcional a la velocidad en baudios, usted ve cómo el ancho de banda requerido se redujo usando 64-QAM para una velocidad de bits constante .

Esto es un complemento de Lorenzo Donati en lugar de una respuesta

El ancho de banda es el rango de frecuencia a partir del cual se considera atenuada una sinusoide (convencionalmente, por -3dB o un factor de $ 1 / \ sqrt {2} $).

Sin embargo, las señales digitales no son sinusoides. La transformada de Fourier muestra que cualquier señal digital (cualquier señal para esa materia) está formada por una superposición definida de sinusoides, con amplitud definida = f (frecuencia) características. Al menos instantáneamente, debido a que las transformaciones de Fourier se aplican estrictamente solo a señales periódicas (es decir, relojes, no señales de comunicación).

Los bordes muy marcados de las señales digitales requieren la existencia de sinusoides de alta frecuencia; A medida que se filtran con un paso bajo, las esquinas se degradarán y sonarán, reduciendo la meseta representativa del valor binario.

Significado: para una señal digital de X Hz, necesita que el medio tenga un ancho de banda mucho mayor que X Hz, que significa "mucho mayor" en el punto donde las distorsiones en las esquinas de la señal son insignificantes para su aplicación.

En su caso, la distorsión significa una señal de calidad más baja, por lo tanto una tasa de bits de error aumentada para el mismo índice de datos o una tasa de datos disminuida para la misma tasa de bits de error. Este fenómeno es más importante para QAM64 que para QAM16, por ejemplo, porque los niveles a resolver son mucho más pequeños.

Eso es ciertamente lo que Lorenzo Donati quiso decir con "ancho de banda proporcional a la velocidad en baudios". Una vez más, esto depende de los requisitos, pero una estimación aproximada podría ser el ancho de banda > = 100 * baudrate.

Editar: Aquí hay una ilustración de cómo se construyen las señales digitales a partir de ondas sinusoidales. Imagine que aplica un filtro de paso bajo a estas ondas sinusoidales y comprenderá por qué el ancho de banda no puede ser simplemente igual a la velocidad en baudios.