Comunicação digital sem fio: Princípio de funcionamento da modulação IQ

Comunicação digital sem fio: Princípio de funcionamentoModulação do QI
A modulação IQ é a base de vários métodos de modulação de alta ordem amplamente utilizados nos campos 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 no LTE e WiFi. Isso porque os métodos de modulação usados ​​em cada subportadora do OFDM ainda são várias técnicas de modulação QAM baseadas na modulação IQ e, essencialmente, a implementação do OFDM é 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 (em fase) e Quadrature (em quadratura), respectivamente. Em termos literais, os nomes dos sinais I e Q não fazem sentido. O que significa "em fase"? O que é ortogonalidade? Qual sinal é usado como referência para determinar a fase?faseE em quadratura? Na prática, um conjunto de ondas cosseno e seno da 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, naturalmente, um sinal em fase. O sinal cosseno que está defasado em 90 graus em relação ao sinal I é, naturalmente, o seu sinal em quadratura. Assim, a maneira mais simples de entender os sinais de modulação IQ é considerar o sinal I como um sinal portador cosseno e o sinal Q como um sinal portador seno com uma diferença de frequência de 90 graus em relação ao sinal I.

A chamada modulação IQ utiliza um conjunto de sinais I, ou seja, sinais cosseno, e sinais Q, ou seja, sinais seno (com uma diferença de fase de 90 graus e ortogonais entre si) da mesma frequência como portadoras, para modular simultaneamente dois sinais de banda base nas duas portadoras. Em seguida, os dois sinais modulados são sobrepostos e transmitidos através de um circuito de radiofrequência. Após receber o sinal de radiofrequência, o receptor realiza a modulação.demodulação 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, o aumento da amplitude relativa de um lado não apenas aumenta a amplitude do sinal modulado, mas também causa um deslocamento de fase do sinal modulado para o lado com maior amplitude. Portanto, essencialmente, a modulação IQ é uma modulação de amplitude realizada nos sinais I e Q, mas o resultado da modulação afeta não apenas a amplitude do sinal modulado, mas também sua fase. Este é o princípio básico de funcionamento da modulação e demodulação IQ.