Brezžična digitalna komunikacija: Načelo delovanja IQ modulacije

Brezžična digitalna komunikacija: Načelo delovanjaModulacija IQ
IQ modulacija je osnova različnih metod modulacije višjega reda, ki se pogosto uporabljajo na področju LTE in WiFi, kot so BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256 itd. Razumevanje načela delovanja IQ modulacije je bistvenega pomena za boljše razumevanje osnovnega mehanizma implementacije OFDM v LTE in WiFi. Ker so modulacijske metode, ki se uporabljajo na vsakem podnosilcu OFDM, še vedno različne tehnike QAM modulacije, ki temeljijo na IQ modulaciji, je implementacija OFDM v bistvu superpozicija IQ modulacije na več ortogonalnih podnosilcih.
Koncepta I in Q v IQ modulaciji ustrezata okrajšavam dveh angleških besed: In Phase in Quadrature. Preprosto povedano, dobesedno ime signalov I in Q nimata pomena. Kaj je v fazi? Kaj je ortogonalnost? Kateri signal se uporablja kot referenca za določanje v fazi?fazain kvadratura? V praktični izvedbi se kot signala I in Q običajno uporablja niz kosinusnih in sinusnih valov iste frekvence. Zato je kosinusni signal, ki se uporablja kot signal I, pravzaprav referenčni signal, ki je seveda signal v fazi. Kosinusni signal, ki je 90 stopinj izven faze s signalom I, je seveda njegov kvadraturni signal. Torej je najpreprostejše razumevanje signalov modulacije I obravnavati signal I kot kosinusni nosilni signal in signal Q kot sinusni nosilni signal s frekvenčno razliko 90 stopinj od signala I.

Tako imenovana IQ modulacija je uporaba niza I signalov, in sicer kosinusnih signalov, in Q signalov, in sicer sinusnih signalov (s fazno razliko 90 stopinj in pravokotnimi drug na drugega) z isto frekvenco kot nosilci, za hkratno modulacijo dveh signalov osnovnega pasu na oba nosilca, nato pa se oba modulirana signala prekrivata in prenašata prek RF vezja. Po prejemu radiofrekvenčnega signala sprejemnik izvedeDemodulacija IQMed IQ demodulacijo, ker sta nosilca drug na drugega pravokotna, je mogoče dva signala osnovnega pasu ločiti od mešanega signala na podlagi signalov nosilcev I in Q, uporabljenih v prejšnjem procesu modulacije, in ju demodulirati ločeno. Pri signalih I in Q, moduliranih z IQ, povečanje relativne amplitude ene strani ne le poveča amplitudo moduliranega signala, temveč tudi povzroči, da se faza moduliranega signala premakne proti strani z večjo amplitudo. Torej je IQ modulacija v bistvu amplitudna modulacija, ki se izvaja na signalu I in signalu Q, vendar rezultat modulacije ne vpliva le na amplitudo moduliranega signala, temveč tudi na njegovo fazno spremembo. To je osnovno načelo delovanja IQ modulacije in demodulacije.