الاتصالات الرقمية اللاسلكية: مبدأ عمل تعديل IQ

الاتصالات الرقمية اللاسلكية: مبدأ عملتعديل معدل الذكاء
يُعدّ تعديل IQ أساسًا للعديد من طرق التعديل عالية الترتيب المستخدمة على نطاق واسع في مجالي LTE وWiFi، مثل BPSK وQPSK وQAM16 وQAM64 وQAM256، وغيرها. يُعدّ فهم مبدأ عمل تعديل IQ أمرًا أساسيًا لفهم آلية تطبيق OFDM الأساسية بشكل أفضل في LTE وWiFi. ونظرًا لأن طرق التعديل المستخدمة على كل موجة حاملة فرعية في OFDM لا تزال تعتمد على تقنيات تعديل QAM مختلفة تعتمد على تعديل IQ، فإن تطبيق OFDM في جوهره هو تراكب تعديل IQ على موجات حاملة فرعية متعامدة متعددة.
يتوافق مفهوما I وQ في تعديل IQ مع اختصارات كلمتين إنجليزيتين: In Phase وQuadrature، على التوالي. ببساطة، من المعنى الحرفي، لا معنى لأسماء إشارات I وQ. ما المقصود بالتزامن في الطور؟ ما المقصود بالتعامد؟ ما الإشارة المستخدمة كمرجع لتحديد التزامن؟مرحلةوالتربيع؟ في التطبيق العملي، تُستخدم عادةً مجموعة من موجات جيب التمام والجيب ذات التردد نفسه كإشارات I وQ. لذلك، فإن إشارة جيب التمام المستخدمة كإشارة I هي في الواقع إشارة مرجعية، وهي بالطبع إشارة في طورها. أما إشارة جيب التمام التي تختلف في طورها بمقدار 90 درجة عن إشارة I فهي إشارة التربيع الخاصة بها. لذا، فإن أبسط فهم لإشارات تعديل IQ هو اعتبار إشارة I كإشارة حاملة جيب التمام، وإشارة Q كإشارة حاملة جيبية بفرق تردد قدره 90 درجة عن إشارة I.

ما يُسمى بتعديل IQ هو استخدام مجموعة من إشارات I، وهي إشارات جيب التمام، وإشارات Q، وهي إشارات جيبية (بفرق طور 90 درجة ومتعامدة مع بعضها البعض) بنفس تردد الموجات الحاملة، لتعديل إشارتي نطاق أساسي إلى الموجات الحاملة في آنٍ واحد، ثم تركيب الإشارتين المُعدّلتين وإرسالهما عبر دائرة تردد لاسلكي. بعد استقبال إشارة التردد اللاسلكي، يقوم الطرف المُستقبِل بما يلي:إزالة تعديل معدل الذكاءأثناء فك التضمين بتقنية IQ، ونظرًا لتعامد الموجات الحاملة، يُمكن فصل إشارتي النطاق الأساسي عن الإشارة المختلطة بناءً على إشارتي الموجة الحاملة I وQ المُستخدمتين في عملية التضمين السابقة، وفك التضمين بشكل منفصل. بالنسبة لكلٍّ من إشارتي I وQ المُعدّلتين بواسطة IQ، فإن زيادة السعة النسبية لأحد الجانبين لا تزيد من سعة الإشارة المُعدّلة فحسب، بل تُؤدي أيضًا إلى انزياح طور الإشارة المُعدّلة نحو الجانب ذي السعة المتزايدة. لذا، فإنّ تعديل IQ هو في الأساس تعديل سعة يُجرى على إشارتي I وQ، ولكن نتيجة التعديل لا تؤثر فقط على سعة الإشارة المُعدّلة، بل تؤثر أيضًا على تغير طورها. هذا هو المبدأ الأساسي لعمل تعديل IQ وفك التضمين.