تدوّر PSK نقطةً حول دائرة؛ وتزلق ASK النقطة دخولاً وخروجاً. أما فكرة هذه الوحدة الأخيرة فتفعل الاثنين معاً: غيّر السعة والطور، فتستطيع وضع نقاط الكوكبة في أي مكان على مستوى I–Q، لا على حلقة فحسب. هذا هو التضمين بالسعة التربيعية — QAM — المخطّط الذي يحمل الأغلبية الساحقة من بتات العالم اللاسلكية اليوم، من WiFi إلى LTE إلى مودم الكابل عندك.
أوضح طريقة لرؤية QAM هي تذكّر صورة I–Q من الدرس السابق: الرمز قيمةُ I على حامل جيب التمام وقيمةُ Q على حامل الجيب، والاثنان متعامدان. تدع QAM ببساطة كلّاً من I وQ يأخذ عدّة مستويات سعة، مستقلّةً. فهي إشارتا سعة متعدّدتا المستوى (تدفّقا PAM) تركبان حاملين متعامدين لا يتداخلان أبداً:
تستعمل كوكبة QAM المربّعة √M مستوًى على كل محور، فتعطي شبكةً من M نقطة. ولأن I وQ مستقلّان، تنقسم البتات بينهما بالتساوي: 16-QAM شبكة 4×4 تحمل بتّين على I وبتّين على Q — 4 بتات لكل رمز. و64-QAM شبكة 8×8 — 6 بتات. وكل مضاعفة للمستويات في كل محور تضيف بتّين لكل رمز:
| المخطّط | مستويات / محور | بت / رمز | أين تلقاه |
|---|---|---|---|
| 16-QAM | 4 | 4 | WiFi (802.11n)، LTE |
| 64-QAM | 8 | 6 | WiFi، LTE، DVB-T |
| 256-QAM | 16 | 8 | 802.11ac، LTE-Advanced |
| 1024-QAM | 32 | 10 | WiFi 6 (802.11ax) |
| 4096-QAM | 64 | 12 | WiFi 7 (802.11be)، DOCSIS 3.1 |
الشبكة الكثيفة لا تنفع إلا إذا كانت الانزلاقة الصغيرة خطأً صغيراً. يُسنِد ترميز غراي أنماط البتات بحيث تختلف أي نقطتين متجاورتين أفقيّاً أو رأسيّاً ببتٍّ واحد بالضبط. ولأن محوري I وQ في QAM مستقلّان، تُرمّز كل محور بغراي على حدة. عندئذٍ يقلب الخطأ الشائع — دفعُ الضوضاء رمزاً إلى الخليّة المجاورة — بتّاً واحداً، مهما بلغ عدد بتات الرمز. وبدونه قد تُشوّش انزلاقةٌ صغيرة عدّة بتات من رمز 4096-QAM ذي الاثني عشر بتّاً؛ ومعه يبقى معدّل خطأ البت قريباً من معدّل خطأ الرمز مقسوماً على log₂M.
إن كانت النقاط الأكثر أفضل، فلمَ لا 64-PSK؟ لأن PSK محبوسةٌ على دائرة: كلّما أضفت نقاطاً ازدحمت حول الحلقة، وانهارت المسافة الدنيا. أما QAM فتنفق القدرة المتوسطة نفسها على ملء بُعدين — شبكة — فتجلس نقاطها أبعد. وعند M = 16 يكون لشبكة QAM dmin أكبر بوضوح من حلقة 16-PSK، وتتّسع الفجوة سريعاً مع M. لهذا كل مخطّط عالي الرتبة عمليّاً هو QAM، وتتوقّف PSK عند ثماني نقاط.
الفاتورة تُدفع في المكبّر. بخلاف BPSK وQPSK وFSK، ليست QAM ثابتة الغلاف — فرموزها تقع على أبعاد مختلفة من المبدأ، فتتأرجح قدرة الإشارة من رمز إلى رمز. وتلك النسبة العالية بين القدرة القصوى والمتوسطة تفرض مكبّر قدرة خطّياً يُشغَّل بتراجع (عقوبة الكفاءة نفسها التي دفعتها ASK في الدرس 5.2)، وتجعل QAM حسّاسةً لضوضاء الطور واختلال I/Q ولاخطّية المكبّر. كما تحتاج الكوكبات الأكثف نسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى — نحو 6 ديسيبل لكل بتّين إضافيين لكل رمز (الدرس 5.3). مزيدُ البتات ليس مجّانياً أبداً.
لأن الكوكبة الصحيحة تعتمد كلّيّاً على مدى نظافة القناة، لا تختار الأنظمة الحقيقية واحدةً وتلتزمها — بل تبدّل أثناء التشغيل. يقيس التضمين والترميز المتكيّفان (تكييف الوصلة) جودة القناة كل بضعة أجزاء من الألف من الثانية ويختاران أكثف QAM تدعمه نسبة الإشارة إلى الضوضاء: 4096-QAM حين تكون بجوار موجّه WiFi 7، هابطاً إلى 64-QAM، ثم QPSK، ثم BPSK كلّما ابتعدت. وWiFi (حتى 256-QAM في 802.11ac، و1024-QAM في WiFi 6، و4096-QAM في WiFi 7)، وLTE و5G NR (حتى 256-QAM)، ومودمات الكابل (DOCSIS 3.1، حتى 4096-QAM) كلّها تعيش على هذا السلّم. وتجعل الوحدة 6 القاعدة دقيقةً بمبرهنة سعة شانون.
اكتملت الوحدة 5. بهذا تُغلَق الوحدة 5: التضمين الرقمي — من سبب تحوّلنا إلى الرقمي، مروراً بـASK/FSK/PSK والكوكبة، إلى QAM. وتالياً تطرح الوحدة 6 السؤال الذي كان السلّم كلّه يتسلّق نحوه: كم بتّاً في الثانية تستطيع القناة أن تحمل أصلاً.