Comunicação digital sem fio: princípio de funcionamento da modulação IQ

Comunicação digital sem fio: Princípio de funcionamento deModulação de QI
A modulação IQ é a base de vários métodos de modulação de alta ordem amplamente utilizados nas áreas de LTE e WiFi, como BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256, etc. Compreender o princípio de funcionamento da modulação IQ é essencial para uma melhor compreensão do mecanismo de implementação OFDM subjacente em LTE e WiFi. Como os métodos de modulação usados ​​em cada subportadora de OFDM ainda são várias técnicas de modulação QAM baseadas na modulação IQ, a implementação de OFDM é essencialmente a superposição da modulação IQ em múltiplas subportadoras ortogonais.
Os conceitos de I e Q na modulação IQ correspondem às abreviações de duas palavras em inglês: In Phase e Quadrature, respectivamente. Em termos simples, os nomes dos sinais I e Q não têm significado. O que é em fase? O que é ortogonalidade? Qual sinal é usado como referência para determinar a fase?fasee quadratura? Na implementação prática, um conjunto de ondas cosseno e seno de mesma frequência é geralmente usado como sinais I e Q. Portanto, o sinal cosseno usado como sinal I é, na verdade, o sinal de referência, que é, obviamente, um sinal em fase. O sinal cosseno que está 90 graus fora de fase com o sinal I é, naturalmente, seu sinal em quadratura. Portanto, a compreensão mais simples dos sinais de modulação IQ é considerar o sinal I como um sinal portador cosseno e o sinal Q como um sinal portador senoidal com uma diferença de frequência de 90 graus em relação ao sinal I.

A chamada modulação IQ consiste em utilizar um conjunto de sinais I, ou seja, sinais cosseno, e sinais Q, ou seja, sinais senoidais (com uma diferença de fase de 90 graus e ortogonais entre si) da mesma frequência das portadoras, para modular simultaneamente dois sinais de banda base para as duas portadoras e, em seguida, sobrepor os dois sinais modulados e transmiti-los através de um circuito de RF. Após receber o sinal de radiofrequência, a extremidade receptora realizaDemodulação de QIDurante a demodulação IQ, como as duas portadoras são ortogonais entre si, os dois sinais de banda base podem ser separados do sinal misto com base nos sinais das portadoras I e Q usados ​​no processo de modulação anterior e demodulados separadamente. Para ambos os sinais I e Q modulados por IQ, aumentar a amplitude relativa de um lado não apenas aumenta a amplitude do sinal modulado, mas também faz com que a fase do sinal modulado se desloque para o lado com amplitude aumentada. Portanto, essencialmente, a modulação IQ é a modulação de amplitude realizada no sinal I e ​​no sinal Q, mas o resultado da modulação não afeta apenas a amplitude do sinal modulado, mas também sua mudança de fase. Este é o princípio básico de funcionamento da modulação e demodulação IQ.