Беспроводная цифровая связь: принцип работы IQ-модуляции

Беспроводная цифровая связь: принцип работымодуляция IQ
IQ-модуляция лежит в основе различных методов модуляции высокого порядка, широко используемых в сетях LTE и WiFi, таких как BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256 и др. Понимание принципа работы IQ-модуляции имеет важное значение для лучшего понимания механизма реализации OFDM в сетях LTE и WiFi. Поскольку методы модуляции, используемые на каждой поднесущей OFDM, по-прежнему представляют собой различные методы модуляции QAM, основанные на IQ-модуляции, по сути, реализация OFDM представляет собой суперпозицию IQ-модуляции на нескольких ортогональных поднесущих.
Понятия I и Q в IQ-модуляции соответствуют аббревиатурам двух английских слов: In Phase (в фазе) и Quadrature (квадратурная модуляция) соответственно. Проще говоря, исходя из буквального значения, названия сигналов I и Q не имеют смысла. Что такое синфазность? Что такое ортогональность? Какой сигнал используется в качестве эталонного для определения синфазности?фазаА что насчет квадратуры? На практике в качестве сигналов I и Q обычно используются наборы косинусоидальных и синусоидальных волн одной и той же частоты. Следовательно, косинусоидальный сигнал, используемый в качестве сигнала I, фактически является опорным сигналом, который, конечно же, находится в фазе. Косинусоидальный сигнал, сдвинутый по фазе на 90 градусов относительно сигнала I, естественно, является его квадратурным сигналом. Таким образом, простейшее понимание сигналов IQ-модуляции заключается в том, чтобы рассматривать сигнал I как косинусоидальный несущий сигнал, а сигнал Q как синусоидальный несущий сигнал с разностью частот в 90 градусов от сигнала I.

Так называемая IQ-модуляция заключается в использовании набора I-сигналов, а именно косинусоидальных сигналов, и Q-сигналов, а именно синусоидальных сигналов (с разностью фаз 90 градусов и ортогональных друг другу) одной и той же частоты в качестве несущих, для одновременной модуляции двух сигналов основной полосы частот на две несущие, а затем наложении двух модулированных сигналов друг на друга и передаче их через радиочастотную схему. После приема радиочастотного сигнала приемная сторона выполняетДемодуляция IQВ процессе IQ-демодуляции, поскольку две несущие ортогональны друг другу, два сигнала основной полосы могут быть разделены из смешанного сигнала на основе несущих сигналов I и Q, использованных в предыдущем процессе модуляции, и демодулированы отдельно. Для обоих сигналов I и Q, модулированных IQ, увеличение относительной амплитуды одной стороны не только увеличивает амплитуду модулированного сигнала, но и вызывает сдвиг фазы модулированного сигнала в сторону большей амплитуды. Таким образом, по сути, IQ-модуляция — это амплитудная модуляция, выполняемая над сигналами I и Q, но результат модуляции влияет не только на амплитуду модулированного сигнала, но и на изменение его фазы. Это основной принцип работы IQ-модуляции и демодуляции.