(la videolezione) Nell'era delle comunicazioni ad alta velocità, le modulazioni digitali multilivello giocano un ruolo fondamentale per trasmettere più dati nella stessa banda disponibile. Queste tecniche avanzate permettono di impacchettare più bit in ogni simbolo trasmesso, aumentando l'efficienza spettrale e ottimizzando l'uso delle risorse di rete. Si tratta di schemi di codifica che permettono a un singolo simbolo di rappresentare più bit di informazione. Mentre una modulazione binaria base (come BPSK) trasporta 1 bit per simbolo, le modulazioni multilivello possono trasportare 2, 4, 6 bit o più per simbolo, riducendo il tempo necessario per inviare la stessa quantità di dati. Le principali tecniche di modulazione multilivello sono:.
1. PSK Multilivello (Phase Shift Keying)
Nella PSK multilivello, l'informazione è codificata nella fase della portante, che può assumere più valori discreti:
QPSK (Quadrature PSK): 4 fasi possibili (2 bit/simbolo)
8-PSK: 8 fasi (3 bit/simbolo)
16-PSK: 16 fasi (4 bit/simbolo)
Vantaggi: Efficiente in potenza, buona resistenza agli errori
Svantaggi: Maggiore sensibilità al rumore all'aumentare dei livelli
2. QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
La QAM combina variazione di ampiezza e fase, creando una costellazione di simboli:
16-QAM: 16 simboli (4 bit/simbolo)
64-QAM: 64 simboli (6 bit/simbolo)
256-QAM: 256 simboli (8 bit/simbolo)
Vantaggi: Massima efficienza spettrale
Svantaggi: Richiede ottimo rapporto segnale/rumore (SNR)
3. APSK (Amplitude and Phase Shift Keying)
Variante ottimizzata per canali non lineari (es. satelliti):
16-APSK, 32-APSK: Disposizione circolare dei simboli
Vantaggi: Minore sensibilità alle distorsioni non lineari
L'uso di modulazioni multilivello, però, presenta alcune criticità:
Maggiore sensibilità al rumore: Aumentando i livelli, diminuisce la distanza tra simboli
Maggiori requisiti di potenza: Servono trasmettitori più precisi e ricevitori più sofisticati
Effetti non lineari: Problemi di distorsione in amplificatori a basso costo
Le modulazioni multilivello rappresentano, quindi, l'evoluzione naturale delle comunicazioni digitali, permettendo di sfruttare al meglio lo spettro disponibile. Con l'avvento del 5G avanzato e del 6G, queste tecniche diventeranno ancora più sofisticate, abilitando trasmissioni ultra-veloci per le applicazioni del futuro come la realtà virtuale, le auto autonome e l'Internet of Things su larga scala.
