Trådløs digital kommunikasjon: Virkemåte forIQ-modulering
IQ-modulering er grunnlaget for diverse høyordensmoduleringsmetoder som er mye brukt innen LTE- og WiFi-felt, som BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256, osv. Å forstå virkemåten bak IQ-modulering er avgjørende for en bedre forståelse av den underliggende OFDM-implementeringsmekanismen i LTE og WiFi. Fordi moduleringsmetodene som brukes på hver underbærer i OFDM fortsatt er forskjellige QAM-moduleringsteknikker basert på IQ-modulering, er implementeringen av OFDM i hovedsak superposisjonen av IQ-modulering på flere ortogonale underbærere.
Konseptene I og Q i IQ-modulering tilsvarer forkortelsene til to engelske ord: henholdsvis In Phase og Quadrature. Bare ut fra den bokstavelige betydningen har navnene på I- og Q-signaler ingen betydning. Hva er i fase? Hva er ortogonalitet? Hvilket signal brukes som referanse for å bestemme in-faseog kvadratur? I praktisk implementering brukes vanligvis et sett med cosinus- og sinusbølger med samme frekvens som I- og Q-signaler. Derfor er cosinussignalet som brukes som I-signal faktisk referansesignalet, som selvfølgelig er et i-fase-signal. Cosinussignalet som er 90 grader ute av fase med I-signalet er naturligvis dets kvadratursignal. Så den enkleste forståelsen av IQ-modulasjonssignaler er å betrakte I-signalet som et cosinusbæresignal, og Q-signalet som et sinusbæresignal med en frekvensforskjell på 90 grader fra I-signalet.
Den såkalte IQ-modulasjonen går ut på å bruke et sett med I-signaler, nemlig cosinussignaler, og Q-signaler, nemlig sinussignaler (med en faseforskjell på 90 grader og ortogonale til hverandre) med samme frekvens som bærebølger, for å modulere to basebåndsignaler til de to bærebølgene samtidig, og deretter legge de to modulerte signalene sammen og sende dem gjennom en RF-krets. Etter å ha mottatt radiofrekvenssignalet, utfører mottakerendenIQ-demoduleringUnder IQ-demodulering, fordi de to bærebølgene er ortogonale i forhold til hverandre, kan de to basebåndsignalene skilles fra det blandede signalet basert på I- og Q-bærbølgesignalene som ble brukt i den forrige modulasjonsprosessen og demoduleres separat. For både I- og Q-signalene modulert av IQ, øker ikke bare amplituden til det modulerte signalet å øke den relative amplituden på den ene siden, men fører også til at fasen til det modulerte signalet forskyves mot siden med økt amplitude. Så i hovedsak er IQ-modulering amplitudemodulering utført på I-signalet og Q-signalet, men modulasjonsresultatet påvirker ikke bare amplituden til det modulerte signalet, men også faseendringen. Dette er det grunnleggende arbeidsprinsippet for IQ-modulering og demodulering.
Publisert: 05. mars 2025