QAM چیست؟ QAM-1024 در WiFi 6 چیست؟

در مقاله امروز اندمود قصد داریم به سوال QAM چیست؟ QAM-1024 در WiFi 6 چیست؟ پاسخ دهیم. درست مانند انسان ها، سیستم ها نیز زبان های خاص خود را دارند، اما گاهی اوقات برای مکاتبه به مترجم نیاز دارند. خوشبختانه مهندسان فناوری‌هایی ساخته‌اند که نابرابری‌ها در ارتباطات دیجیتال را جبران می‌کند. ما QAM را بررسی می کنیم و اینکه چگونه داده ها را به سیگنال های قابل دریافت برای به اشتراک گذاری اطلاعات تبدیل می کند. با پیشرفت به آخرین استاندارد WiFi 6 ، فناوری کنونی QAM می تواند داده های بیشتری را نسبت به قبل مدیریت کند. QAM چگونه کار می کند و چه معنایی برای آینده شبکه های خانگی دارد؟

QAM چیست؟

QAM مخفف Quadrature amplitude modulation است و روشی است که در آن داده ها به امواج فرکانس رادیویی متصل می شوند تا اطلاعات را به دستگاه گیرنده منتقل کنند. مدولاسیون QAM که معمولاً در رادیوهای مدرن مانند روترهای بی‌سیم یافت می‌شود،  برای تبدیل  بسته‌های دیجیتال  به  سیگنال  آنالوگ که می‌تواند داده‌ها  را به‌صورت بی‌سیم منتقل کند، خدمت می‌کند. این به عنوان یک زبان بین سیستم ها عمل می کند تا به ارتباطات کارآمد کمک کند.

دستگاه های شبکه بی سیم از زمان پیدایش WiFi 5 از 256QAM استفاده کرده اند و این فناوری برای اکثر خانه ها کافی است. با این حال، QAM-1024 یکی از پیشرفت‌هایی است که در وای‌فای 6 معرفی شده است که امکان افزایش اندکی در استفاده از پهنای باند، به ویژه برای کسانی که اتصالات گیگابیتی دارند، فراهم می‌کند.

QAM چگونه کار می کند؟

اطلاعات دیجیتال در بیت‌های باینری کدگذاری می‌شوند و هر بیت باید به وضوح درک شود تا دستگاه‌ها داده‌های دریافتی را پردازش کنند.  مدولاتور QAM بیت های se را می گیرد  و آنها را در سیگنال های رادیویی سازماندهی می کند که می توانند توسط گیرنده متمایز شوند. اصطلاح “quadrature” در QAM  مشابه  اصطلاح ” orthogonal” در  OFDMA است.  این بدان معنی است که هر  دنباله بیت به یک سیگنال فرکانس رادیویی جابجا شده  متصل می شود تا قابل تشخیص باقی بماند.

این فرآیند با  تعداد زوج بیت های باینری که  به یک مدولاتور QAM وارد می شوند، شروع می شود ، که آنها را به دو ورودی جدا می کند. یک مجموعه از بیت ها به یک سیگنال رادیویی تغییر نیافته به نام  سیگنال درون فاز و دیگری به یک سیگنال جابجا شده به نام  سیگنال مربعی متصل می شود. پس از تنظیمات مدولاتور در فاز و دامنه – ساده‌سازی شده، زمان‌بندی و توان – گیرنده‌ها  می‌توانند  هر واحد اطلاعات را به صورت متوالی بخوانند. در نمودار زیر توجه کنید که چگونه سیگنال جابجا شده (01) در زمان بندی متفاوتی نسبت به سیگنال بدون تغییر (10) به اوج خود می رسد.

این کمک می کند که سیگنال ها را به عنوان پیروی از قوانین مشابه امواج صوتی و شنوایی انسان تصور کنیم. ایده موسیقی را در نظر بگیرید. به جای گوش دادن به یک شاهکار از پیش سازماندهی شده از یک آهنگساز حرفه ای، بیایید هر نت از هر ساز در آهنگسازی را برداریم و همه آنها را یکباره بنوازیم. پس از این که این صدای ناهنجار وحشتناک اتفاق افتاد، تصور کنید که از شما خواسته می شود تا هر عنصر موسیقی را به طور دقیق فهرست کنید. حتی برای آموزش دیده ترین گوش، این غیرممکن است. توالی‌بندی سیگنال‌ها برای سیستم ها به اندازه توالی‌یابی صدا برای انسان ضروری است.

دیاگرام

با محور افقی که نشان دهنده سیگنال درون فازی و محور عمودی نشان دهنده سیگنال تربیعی است، نمودارهای صورت فلکی روشی  برای تجسم  دنباله های بیتی ممکن (نمادها) هستند.  قرارگیری نمودارها، سطح تنظیم دامنه و فاز را برای هر دنباله بیتی نشان می‌دهد: دامنه در فاصله از تقاطع مرکزی محورها اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که فاز با درجه جابجایی از محور افقی (فاز) اندازه‌گیری می‌شود.

مشخصات QAM در  دستگاه‌های فرکانس رادیویی  با یک عدد پیشوند مشخص می‌شود ، که برای  نشان دادن  مقدار  نتایج ممکن ریاضی برای رشته‌های بیت باینری که یک مدولاتور QAM  می‌تواند  در یک  انتقال داده معین انجام دهد، استفاده می‌شود. به عنوان مثال، یک مدولاتور ساده 4QAM (QPSK) اطلاعات را به صورت همزمان به صورت دو بیتی پردازش می کند. این بدان معناست که تنها چهار نتیجه باینری ممکن برای ارتباط مدولاتور وجود دارد: 00، 01، 10، و 11. علاوه بر این، 16QAM چهار بیت را در یک زمان پردازش می کند و باعث ایجاد 16 نتیجه باینری ممکن می شود. این قرارداد نام‌گذاری از طریق سایر مشخصات QAM ادامه می‌یابد، و مقدار داده‌های باینری را که یک مدولاتور  می‌تواند  به‌صورت  2 به توان تعداد بیت‌های ارسالی محاسبه کند، منتقل می‌کند.  اساساً، هرچه این عدد بیشتر باشد، داده های بیشتری را می توان در هر چرخه مدولاسیون مدیریت کرد.

نگرانی با محدوده QAM

مانند معاوضه با اکثر فناوری‌های شبکه، مزایای سرعت بیشتر یا مدیریت برتر  داده‌ها به قیمت  کاهش  دامنه توانایی c است. هر پیشرفت فناوری QAM، قرائت های  بیشتری  را  در هر ربع نمودار صورت فلکی به هم می بندد،  که فاصله  بین هر نقطه را کوتاه می کند  و فرآیند ظریف تری را برای  تفسیر دقیق ایجاد می کند. با افزایش تعداد توالی های باینری ممکن، حاشیه خطای قابل قبول به طرز باورنکردنی کاهش  می یابد. انتقال با کیفیت به پایداری فواصل کوتاه‌تر وابسته است.

استعاره صدا را دوباره در نظر بگیرید. یک بازی مهمانی را تصور کنید که در آن بازیکنی با چشمان بسته در وسط یک اتاق بزرگ با مهمانان در چهار گوشه نشسته است  و هر بار که یکی از مهمان کف می زند، بازیکن باید به مهمانی که این کار را انجام داده است اشاره کند. وقتی فقط چند نفر وجود داشته باشند ، مانند چهار نتیجه ممکن در 4QAM ، مدولاتور QAM می تواند بازی را  به راحتی انجام دهد.  با این حال،  هر چه تعداد افراد بیشتری را وارد بازی کنید، یک تعدیل کننده برای اشاره به اطلاعات صحیح باید با دقت بیشتری  گوش کند.

QAM-1024 در Wi-Fi 6

با ارتقاء جهان به  استاندارد جدید WiFi 6 ، معرفی آخرین  فناوری QAM برای روترهای بی سیم نیز به بازار ظاهر می شود. QAM-1024 پیشرفت بزرگی نسبت به 256QAM قبلی در  وای‌فای  5 است، که  خروجی داده را در هر چرخه مدولاسیون چهار برابر می‌کند. با این حال، با وجود 1024 نفر در اتاق مهمانی ، این یک کار دشوار است، به خصوص با عواملی  مانند صدای پس زمینه یا سایر تداخل ها.  به حداکثر رساندن مزایای این بهبود  مستلزم سیگنال قوی‌تری نسبت به تکرارهای قبلی QAM یا گیرنده‌ای حساس‌تر برای دریافت جزئیات سیگنال‌های ضعیف‌تر است.

این همچنین به این معنی است که داده های بیشتری در هر انتقال بسته بندی می شود،  که باعث می شود مدل ریسک بالاتر و  پاداش بالاتری  نسبت به نسل های قبلی QAM در شبکه های خانگی ایجاد کند. بسته های کمتر به معنای شانس کمتر برای تداخل است. با این حال، در سناریویی که قرار بود تداخل داده‌ها رخ دهد، QAM-1024 داده‌های بیشتری را در مقایسه با 256QAM از دست می‌دهد. اما با توجه به پیشرفت پایداری فناوری‌های قبلی  و کاهش 75 درصدی احتمال تداخل، پذیرش این فناوری امکان بهبود کلی را فراهم می‌کند.