Komunikasi digital tanpa wayar: Prinsip kerja modulasi IQ

Komunikasi digital tanpa wayar: Prinsip kerja bagimodulasi IQ
Modulasi IQ ialah asas kepada pelbagai kaedah modulasi tertib tinggi yang digunakan secara meluas dalam medan LTE dan WiFi, seperti BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256, dll. 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 subcarrier OFDM masih merupakan pelbagai teknik modulasi QAM berdasarkan modulasi IQ, dan pada asasnya, pelaksanaan OFDM ialah superposisi modulasi IQ pada berbilang subcarrier ortogonal.
Konsep I dan Q dalam modulasi IQ sepadan dengan singkatan dua perkataan Inggeris: In Phase dan Quadrature, masing-masing. Secara ringkas dari makna literal, nama isyarat I dan Q tidak mempunyai makna. Apakah dalam fasa? Apakah ortogonaliti? Apakah isyarat yang digunakan sebagai rujukan untuk menentukan di-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 isyarat Dalam Fasa. Isyarat kosinus yang 90 darjah keluar dari fasa dengan isyarat I secara semulajadi adalah isyarat Kuadraturnya. Jadi pemahaman yang paling mudah tentang isyarat modulasi IQ adalah untuk mempertimbangkan isyarat I sebagai isyarat pembawa kosinus, dan isyarat Q sebagai isyarat pembawa sinus dengan perbezaan frekuensi 90 darjah daripada isyarat I.

Apa yang dipanggil modulasi IQ adalah 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 dengan pembawa, untuk memodulasi secara serentak dua isyarat jalur asas kepada dua pembawa, dan kemudian menindih kedua-dua isyarat termodulat itu bersama-sama dan menghantarnya melalui litar RF. Selepas menerima isyarat frekuensi radio, hujung penerima berfungsidemodulasi IQ. Semasa penyahmodulatan IQ, kerana kedua-dua pembawa adalah ortogon antara satu sama lain, kedua-dua isyarat jalur asas boleh dipisahkan daripada isyarat bercampur 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, meningkatkan amplitud relatif satu sisi bukan sahaja meningkatkan amplitud isyarat termodulat, tetapi juga menyebabkan fasa isyarat termodulat 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 termodulat, tetapi juga perubahan fasanya. Ini adalah prinsip kerja asas modulasi dan demodulasi IQ.