Comunicare digitală fără fir: Principiul de funcționare al modulației IQ

Comunicare digitală fără fir: Principiul de funcționare alModularea IQ-ului
Modulația IQ este fundamentul diferitelor metode de modulație de ordin înalt utilizate pe scară largă în domeniile LTE și WiFi, cum ar fi BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256 etc. Înțelegerea principiului de funcționare al modulației IQ este esențială pentru o mai bună înțelegere a mecanismului de implementare OFDM care stă la baza acesteia în LTE și WiFi. Deoarece metodele de modulație utilizate pe fiecare subpurtătoare OFDM sunt totuși diverse tehnici de modulație QAM bazate pe modulația IQ și, în esență, implementarea OFDM este suprapunerea modulației IQ pe mai multe subpurtătoare ortogonale.
Conceptele de I și Q în modulația IQ corespund abrevierilor a două cuvinte englezești: In Phase (În fază) și respectiv Quadrature (În cuadratură). Vorbind pur și simplu din sensul literal, denumirile semnalelor I și Q nu au nicio semnificație. Ce este în fază? Ce este ortogonalitatea? Ce semnal este folosit ca referință pentru a determina în-fazăși cuadratură? În implementarea practică, un set de unde cosinus și sinusoidale de aceeași frecvență sunt în general utilizate ca semnale I și Q. Prin urmare, semnalul cosinus utilizat ca semnal I este de fapt semnalul de referință, care este, desigur, un semnal în fază. Semnalul cosinus care este defazat cu 90 de grade față de semnalul I este, în mod natural, semnalul său în cuadratură. Așadar, cea mai simplă înțelegere a semnalelor de modulație IQ este de a considera semnalul I ca un semnal purtător cosinus și semnalul Q ca un semnal purtător sinusoidal cu o diferență de frecvență de 90 de grade față de semnalul I.

Așa-numita modulație IQ constă în utilizarea unui set de semnale I, și anume semnale cosinusoidale, și semnale Q, și anume semnale sinusoidale (cu o diferență de fază de 90 de grade și ortogonale între ele) de aceeași frecvență ca purtătoarele, pentru a modula simultan două semnale în bandă de bază către cele două purtătoare, apoi suprapunerea celor două semnale modulate și transmiterea lor printr-un circuit RF. După recepționarea semnalului de radiofrecvență, receptorul efectuează...Demodularea IQ-uluiÎn timpul demodulării IQ, deoarece cele două purtătoare sunt ortogonale una față de cealaltă, cele două semnale în bandă de bază pot fi separate de semnalul mixt pe baza semnalelor purtătoare I și Q utilizate în procesul de modulație anterior și demodulate separat. Pentru ambele semnale, I și Q, modulate de IQ, creșterea amplitudinii relative a uneia dintre părți nu numai că crește amplitudinea semnalului modulat, dar determină și deplasarea fazei semnalului modulat către partea cu amplitudine crescută. Deci, în esență, modulația IQ este o modulație de amplitudine efectuată asupra semnalului I și a semnalului Q, dar rezultatul modulației nu afectează doar amplitudinea semnalului modulat, ci și schimbarea sa de fază. Acesta este principiul de bază de funcționare al modulației și demodulației IQ.