Беспроводная цифровая связь: принцип работы IQ-модуляции

Беспроводная цифровая связь: принцип работыIQ-модуляция
IQ-модуляция является основой различных методов модуляции высокого порядка, широко используемых в областях LTE и WiFi, таких как BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256 и т. д. Понимание принципа работы IQ-модуляции необходимо для лучшего понимания базового механизма реализации OFDM в LTE и WiFi. Поскольку методы модуляции, используемые на каждой поднесущей OFDM, по-прежнему являются различными методами модуляции QAM, основанными на IQ-модуляции, и по сути, реализация OFDM представляет собой суперпозицию IQ-модуляции на нескольких ортогональных поднесущих.
Понятия I и Q в модуляции IQ соответствуют сокращениям двух английских слов: In Phase и Quadrature соответственно. Проще говоря, из буквального значения названия сигналов I и Q не имеют смысла. Что такое синфазность? Что такое ортогональность? Какой сигнал используется в качестве опорного для определения ин-фазаи квадратуры? В практической реализации набор косинусоидальных и синусоидальных волн одинаковой частоты обычно используется в качестве сигналов I и Q. Таким образом, косинусоидальный сигнал, используемый в качестве сигнала I, на самом деле является опорным сигналом, который, конечно же, является синфазным сигналом. Косинусоидальный сигнал, который на 90 градусов не совпадает по фазе с сигналом I, естественно, является его квадратурным сигналом. Таким образом, простейшее понимание сигналов модуляции IQ заключается в том, чтобы рассматривать сигнал I как косинусоидальный несущий сигнал, а сигнал Q как синусоидальный несущий сигнал с разницей частот в 90 градусов от сигнала I.

Так называемая модуляция IQ заключается в использовании набора сигналов I, а именно косинусных сигналов, и сигналов Q, а именно синусоидальных сигналов (с разницей фаз 90 градусов и ортогональных друг другу) той же частоты, что и несущие, для одновременной модуляции двух сигналов основной полосы частот для двух несущих, а затем наложения двух модулированных сигналов вместе и передачи их через радиочастотную цепь. После получения радиочастотного сигнала принимающая сторона выполняетДемодуляция IQ. Во время демодуляции IQ, поскольку две несущие ортогональны друг другу, два сигнала основной полосы частот могут быть отделены от смешанного сигнала на основе сигналов несущих I и Q, используемых 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 приводит к смещению фазы модулированного сигнала в сторону с увеличенной амплитудой. Таким образом, по сути, модуляция IQ представляет собой амплитудную модуляцию, выполняемую на сигнале I и сигнале Q, но результат модуляции влияет не только на амплитуду модулированного сигнала, но и на изменение его фазы. Это основной рабочий принцип модуляции и демодуляции IQ.