Komunikasi digital tanpa wayar: Prinsip kerja modulasi IQ

Komunikasi digital tanpa wayar: Prinsip kerjaModulasi IQ
Modulasi IQ merupakan asas kepada pelbagai kaedah modulasi peringkat tinggi yang digunakan secara meluas dalam bidang LTE dan WiFi, seperti BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256, dan sebagainya. Memahami prinsip kerja modulasi IQ adalah penting untuk pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme pelaksanaan OFDM yang mendasari dalam LTE dan WiFi. Oleh kerana kaedah modulasi yang digunakan pada setiap subpembawa OFDM masih merupakan pelbagai teknik modulasi QAM berdasarkan modulasi IQ, dan pada asasnya, pelaksanaan OFDM ialah superposisi modulasi IQ pada berbilang subpembawa ortogon.
Konsep I dan Q dalam modulasi IQ sepadan dengan singkatan dua perkataan Inggeris: In Phase dan Quadrature. Secara ringkasnya, nama isyarat I dan Q tidak mempunyai makna. Apakah itu in-phase? Apakah itu orthogonaliti? Isyarat apakah yang digunakan sebagai rujukan untuk menentukan in-fasadan kuadratur? Dalam pelaksanaan praktikal, satu set gelombang kosinus dan sinus dengan frekuensi yang sama biasanya digunakan sebagai isyarat I dan Q. Oleh itu, isyarat kosinus yang digunakan sebagai isyarat I sebenarnya adalah isyarat rujukan, yang sudah tentu merupakan isyarat Fasa Dalam. Isyarat kosinus yang 90 darjah di luar fasa dengan isyarat I secara semula jadinya adalah isyarat Kuadraturnya. Jadi pemahaman paling mudah tentang isyarat modulasi IQ adalah dengan menganggap isyarat I sebagai isyarat pembawa kosinus, dan isyarat Q sebagai isyarat pembawa sinus dengan perbezaan frekuensi 90 darjah daripada isyarat I.

Modulasi IQ yang dipanggil adalah dengan menggunakan satu set isyarat I, iaitu isyarat kosinus, dan isyarat Q, iaitu isyarat sinus (dengan perbezaan fasa 90 darjah dan ortogon antara satu sama lain) dengan frekuensi yang sama seperti pembawa, untuk memodulasi dua isyarat jalur asas secara serentak kepada dua pembawa, dan kemudian menindih dua isyarat termodulasi bersama-sama dan menghantarnya melalui litar RF. Selepas menerima isyarat frekuensi radio, hujung penerima melakukanDemodulasi IQSemasa demodulasi IQ, kerana kedua-dua pembawa adalah ortogon antara satu sama lain, kedua-dua isyarat jalur asas boleh dipisahkan daripada isyarat campuran berdasarkan isyarat pembawa I dan Q yang digunakan dalam proses modulasi sebelumnya dan didemodulasi secara berasingan. Bagi kedua-dua isyarat I dan Q yang dimodulasi oleh IQ, peningkatan amplitud relatif satu sisi bukan sahaja meningkatkan amplitud isyarat termodulasi, tetapi juga menyebabkan fasa isyarat termodulasi beralih ke arah sisi dengan amplitud yang meningkat. Jadi pada asasnya, modulasi IQ ialah modulasi amplitud yang dilakukan pada isyarat I dan isyarat Q, tetapi hasil modulasi bukan sahaja mempengaruhi amplitud isyarat termodulasi, tetapi juga perubahan fasanya. Inilah prinsip kerja asas modulasi dan demodulasi IQ.