Comunicación digital inalámbrica: Principio de funcionamiento de la modulación IQ

Comunicación digital inalámbrica: Principio de funcionamientomodulación del CI
La modulación IQ es la base de diversos métodos de modulación de orden superior ampliamente utilizados en LTE y WiFi, como BPSK, QPSK, QAM16, QAM64 y QAM256. Comprender el principio de funcionamiento de la modulación IQ es esencial para entender mejor el mecanismo de implementación de OFDM en LTE y WiFi. Dado que los métodos de modulación empleados en cada subportadora de OFDM son diversas técnicas de modulación QAM basadas en la modulación IQ, la implementación de OFDM consiste esencialmente en la superposición de la modulación IQ en múltiples subportadoras ortogonales.
Los conceptos de I y Q en la modulación IQ corresponden a las abreviaturas de dos palabras en inglés: In Phase (en fase) y Quadrature (en cuadratura), respectivamente. Literalmente, los nombres de las señales I y Q carecen de significado. ¿Qué significa estar en fase? ¿Qué significa ortogonalidad? ¿Qué señal se utiliza como referencia para determinar la fase?fase¿Y la cuadratura? En la práctica, se suele utilizar un conjunto de ondas coseno y seno de la misma frecuencia como señales I y Q. Por lo tanto, la señal coseno utilizada como señal I es, en realidad, la señal de referencia, que, por supuesto, está en fase. La señal coseno desfasada 90 grados con respecto a la señal I es, naturalmente, su señal en cuadratura. Así pues, la forma más sencilla de comprender las señales de modulación IQ es considerar la señal I como una señal portadora coseno y la señal Q como una señal portadora seno con una diferencia de frecuencia de 90 grados con respecto a la señal I.

La modulación IQ consiste en utilizar un conjunto de señales I (señales coseno) y Q (señales seno), con una diferencia de fase de 90 grados y ortogonales entre sí, de la misma frecuencia como portadoras, para modular simultáneamente dos señales de banda base sobre las dos portadoras. Posteriormente, las dos señales moduladas se superponen y se transmiten a través de un circuito de radiofrecuencia (RF). Tras recibir la señal de radiofrecuencia, el receptor realiza...demodulación del CIDurante la demodulación IQ, dado que las dos portadoras son ortogonales entre sí, las dos señales de banda base se pueden separar de la señal mixta a partir de las señales portadoras I y Q utilizadas en el proceso de modulación previo, y demodularse por separado. Para ambas señales I y Q moduladas por IQ, al aumentar la amplitud relativa de un lado, no solo aumenta la amplitud de la señal modulada, sino que también se produce un desplazamiento de fase hacia el lado con mayor amplitud. Por lo tanto, esencialmente, la modulación IQ es una modulación de amplitud aplicada a las señales I y Q, pero el resultado de la modulación afecta no solo la amplitud de la señal modulada, sino también su fase. Este es el principio de funcionamiento básico de la modulación y demodulación IQ.