Bezdrátová digitální komunikace: Princip fungování IQ modulace

Bezdrátová digitální komunikace: Princip fungováníModulace IQ
IQ modulace je základem různých metod vyšší modulace široce používaných v oblastech LTE a WiFi, jako jsou BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256 atd. Pochopení principu fungování IQ modulace je nezbytné pro lepší pochopení základního mechanismu implementace OFDM v LTE a WiFi. Protože modulační metody používané na každé subnosné OFDM jsou stále různé QAM modulační techniky založené na IQ modulaci, implementace OFDM je v podstatě superpozicí IQ modulace na více ortogonálních subnosných.
Pojmy I a Q v IQ modulaci odpovídají zkratkám dvou anglických slov: In Phase a Quadrature. Zjednodušeně řečeno, z doslovného významu nemají názvy signálů I a Q žádný význam. Co je to in-phase? Co je ortogonalita? Který signál se používá jako reference pro určení in-fázea kvadratura? V praktické implementaci se jako signály I a Q obvykle používá sada kosinusových a sinusových vln stejné frekvence. Kosinusový signál použitý jako signál I je tedy ve skutečnosti referenčním signálem, což je samozřejmě signál ve fázi. Kosinusový signál, který je fázově posunutý o 90 stupňů vzhledem k signálu I, je přirozeně jeho kvadraturní signál. Nejjednodušší pochopení signálů IQ modulace je tedy považovat signál I za kosinusový nosný signál a signál Q za sinusový nosný signál s frekvenčním rozdílem 90 stupňů od signálu I.

Takzvaná IQ modulace spočívá v použití sady I signálů, konkrétně kosinových signálů, a Q signálů, konkrétně sinusových signálů (s fázovým posunem 90 stupňů a vzájemně ortogonálními) o stejné frekvenci jako nosné, k současné modulaci dvou signálů v základním pásmu na dva nosné a následnému překrytí těchto dvou modulovaných signálů a jejich přenosu prostřednictvím RF obvodu. Po přijetí rádiofrekvenčního signálu přijímací strana provádí...Demodulace IQBěhem IQ demodulace, protože dva nosné signály jsou na sebe ortogonální, lze dva signály v základním pásmu oddělit od smíšeného signálu na základě signálů nosných I a Q použitých v předchozím modulačním procesu a demodulovat je samostatně. U signálů I i Q modulovaných IQ zvýšení relativní amplitudy jedné strany nejen zvyšuje amplitudu modulovaného signálu, ale také způsobuje posun fáze modulovaného signálu směrem ke straně se zvýšenou amplitudou. IQ modulace je tedy v podstatě amplitudová modulace prováděná na signálu I a signálu Q, ale výsledek modulace ovlivňuje nejen amplitudu modulovaného signálu, ale také jeho fázovou změnu. Toto je základní princip fungování IQ modulace a demodulace.