Communication numérique sans fil : Principe de fonctionnement de la modulation IQ

Communication numérique sans fil : Principe de fonctionnementModulation du QI
La modulation IQ est à la base de nombreuses méthodes de modulation d'ordre élevé largement utilisées dans les réseaux LTE et WiFi, telles que BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256, etc. Comprendre le principe de fonctionnement de la modulation IQ est essentiel pour une meilleure compréhension du mécanisme de mise en œuvre OFDM sous-jacent dans les réseaux LTE et WiFi. En effet, les méthodes de modulation utilisées sur chaque sous-porteuse de l'OFDM reposent sur différentes techniques de modulation QAM dérivées de la modulation IQ. De fait, la mise en œuvre de l'OFDM consiste essentiellement en la superposition de modulations IQ sur plusieurs sous-porteuses orthogonales.
Les concepts de I et Q en modulation IQ correspondent aux abréviations de deux mots anglais : « In Phase » et « Quadrature », respectivement. Au sens littéral, les noms des signaux I et Q n’ont aucune signification. Qu’est-ce que la phase ? Qu’est-ce que l’orthogonalité ? Quel signal sert de référence pour déterminer la phase ?phaseEn pratique, on utilise généralement un ensemble d'ondes cosinus et sinus de même fréquence comme signaux I et Q. Le signal cosinus utilisé comme signal I sert alors de signal de référence, qui est bien sûr en phase. Le signal cosinus déphasé de 90 degrés par rapport au signal I est naturellement son signal en quadrature. Ainsi, pour comprendre simplement les signaux de modulation IQ, il faut considérer le signal I comme une porteuse cosinus et le signal Q comme une porteuse sinus déphasée de 90 degrés par rapport au signal I.

La modulation dite IQ consiste à utiliser un ensemble de signaux I (signaux cosinus) et Q (signaux sinus, déphasés de 90 degrés et orthogonaux entre eux) de même fréquence comme porteuses, afin de moduler simultanément deux signaux en bande de base sur les deux porteuses. Les deux signaux modulés sont ensuite superposés et transmis via un circuit RF. Après réception du signal radiofréquence, le récepteur effectue…Démodulation du QILors de la démodulation IQ, les deux porteuses étant orthogonales, les deux signaux en bande de base peuvent être séparés du signal mixte grâce aux signaux porteurs I et Q utilisés lors de la modulation précédente, puis démodulés séparément. Pour les signaux I et Q modulés en IQ, l'augmentation de l'amplitude relative d'un côté accroît non seulement l'amplitude du signal modulé, mais provoque également un déphasage de ce dernier du côté de l'amplitude accrue. Ainsi, la modulation IQ est essentiellement une modulation d'amplitude appliquée aux signaux I et Q, mais le résultat de la modulation affecte non seulement l'amplitude du signal modulé, mais aussi sa phase. Tel est le principe de fonctionnement de la modulation et de la démodulation IQ.