Bezdrôtová digitálna komunikácia: Princíp fungovania IQ modulácie

Bezdrôtová digitálna komunikácia: Princíp fungovaniaModulácia IQ
IQ modulácia je základom rôznych metód modulácie vyššieho rádu široko používaných v oblastiach LTE a WiFi, ako napríklad BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256 atď. Pochopenie princípu fungovania IQ modulácie je nevyhnutné pre lepšie pochopenie základného mechanizmu implementácie OFDM v LTE a WiFi. Pretože modulačné metódy používané na každej subnosnej vlne OFDM sú stále rôzne techniky QAM modulácie založené na IQ modulácii a v podstate je implementácia OFDM superpozíciou IQ modulácie na viacerých ortogonálnych subnosných vlnách.
Pojmy I a Q v IQ modulácii zodpovedajú skratkám dvoch anglických slov: In Phase a Quadrature. Zjednodušene povedané, z doslovného významu, názvy signálov I a Q nemajú žiadny význam. Čo je to vo fáze? Čo je ortogonalita? Ktorý signál sa používa ako referencia na určenie...fázaa kvadratúra? V praktickej implementácii sa ako signály I a Q zvyčajne používa sada kosínusových a sínusových vĺn s rovnakou frekvenciou. Preto je kosínusový signál použitý ako signál I v skutočnosti referenčným signálom, ktorý je samozrejme signálom v fáze. Kosínusový signál, ktorý je fázovo posunutý o 90 stupňov voči signálu I, je prirodzene jeho kvadratúrnym signálom. Najjednoduchšie pochopenie signálov IQ modulácie je teda považovať signál I za kosínusový nosný signál a signál Q za sínusový nosný signál s frekvenčným rozdielom 90 stupňov voči signálu I.


Takzvaná IQ modulácia spočíva v použití sady I signálov, a to kosínusových signálov, a Q signálov, a to sínusových signálov (s fázovým rozdielom 90 stupňov a vzájomne ortogonálnymi) s rovnakou frekvenciou ako nosné vlny, na súčasnú moduláciu dvoch signálov základného pásma na dve nosné vlny a následné prekrytie týchto dvoch modulovaných signálov a ich prenos cez RF obvod. Po prijatí rádiofrekvenčného signálu prijímací koniec vykoná...Demodulácia IQPočas IQ demodulácie, keďže dva nosné signály sú navzájom ortogonálne, je možné dva signály základného pásma oddeliť od zmiešaného signálu na základe nosných signálov I a Q použitých v predchádzajúcom modulačnom procese a demodulovať ich samostatne. Pre signály I aj Q modulované pomocou IQ zvýšenie relatívnej amplitúdy jednej strany nielen zvyšuje amplitúdu modulovaného signálu, ale tiež spôsobuje posun fázy modulovaného signálu smerom k strane so zvýšenou amplitúdou. IQ modulácia je teda v podstate amplitúdová modulácia vykonávaná na signáloch I a Q, ale výsledok modulácie ovplyvňuje nielen amplitúdu modulovaného signálu, ale aj jeho fázovú zmenu. Toto je základný princíp fungovania IQ modulácie a demodulácie.


Čas uverejnenia: 05.03.2025