Требования к хорошей производительности канала связи:модуляция IQ и демодуляция

В этой статье мы обсудим требования к аналоговому модулятору IQ и демодулятору, а затем требования к ЦАП и АЦП, используемым в основной полосе частот (для аналоговый подход IQ) и для ЦАП и АЦП, используемых в RF (для подхода цифрового IQ).

В прошлой статье мы обсуждали вопрос, лучше ли использовать цифровые или аналоговые средства для объединения и разделения I и Q.

Здесь мы снова вернемся к этой теме, охарактеризовав требования, необходимые для хорошей производительности канала связи в этих аналоговых и цифровых приложениях.

Требования к аналоговому модулятору IQ и демодулятору

В таблице 1 показаны результаты обзора литературы, посвященного статьям, описывающим ухудшение работы каналов связи из-за дисбаланса IQ. OFDM был модуляцией для большинства статей.

Для следующего, пожалуйста, обратитесь к предыдущей статье с моим списком ссылок.

Таблица 1: Требования к аналоговому модулятору IQ и демодулятору

Нажмите, чтобы увеличить таблицу до полного размера

Можно сделать несколько выводов.

На стороне модулятора (TX) дисбаланс IQ до 1 дБ и 5º дает то, что может быть приемлемым ухудшением качества; От 0,5 до 1,0 дБ; даже с поднесущими OFDM с 64-QAM при частоте ошибок по битам от 10-4 до 10-5.

На стороне демодулятора (RX) ситуация иная. Для поднесущих N-QAM, согласно большинству статей, дисбаланс IQ в 1 дБ и 5º дает ухудшение на многие дБ. Для этих дисбалансов и N> 4 обычно существует минимальная частота ошибок по битам от 10–3 до 10–1. Дисбаланс 0,5 дБ и 1 ° дает ухудшение примерно на 8 дБ для поднесущих 16-QAM при частоте ошибок по битам 10-4.

Нет результатов для дисбаланса менее 0,5 дБ и 1 °. При N> 16 ни одна из статей не показывает, насколько малы должны быть дисбалансы, чтобы ухудшение качества дало минимальную частоту ошибок по битам менее 10–3.

Это прискорбно, потому что встроенные модуляторы и демодуляторы IQ доступны с типичным дисбалансом ~ 0,02 дБ и 0,2 °. Ни в одной из статей не объясняется, почему демодуляция намного более чувствительна к дисбалансу IQ, чем модуляция.

Требования к ЦАП и АЦП

Требования к ЦАП и АЦП, используемым в основной полосе частот для подхода аналогового IQ

Аналоговый модулятор IQ и демодулятор все еще требуют преобразователей данных в трактах I и Q основной полосы частот в позиции A на рисунках 1A и 1B из нашей предыдущей статьи.

Рисунок 1 (а). Модулятор

Рисунок 1 (b). Демодулятор

Важно знать, насколько хороши должны быть эти устройства. Автор обнаружил, что об этом эффекте опубликовано гораздо меньше, чем об эффекте дисбаланса IQ. Лучшее, что можно было сделать, это то, что требуется отношение сигнал-шум + искажение (SINAD)> 38 дБ.

Требования к ЦАП и АЦП, используемым в RF для подхода Digital IQ

Для подходов Digital IQ требуются преобразователи данных в позиции D на рисунках 1A и 1B. Автор также нашел очень мало опубликованных по этой теме. Были опубликованы некоторые результаты воздействия эффектов аналоговых усилителей, таких как продукты интермодуляции 3-го порядка (IP3), на системы связи, и было бы целесообразно также применить их к преобразователям данных, что и было сделано.

Как правило, для приемлемого ухудшения характеристик требуются отношение сигнал-шум + искажение (SINAD)> 50 дБ и произведение интермодуляции третьего порядка> 44 дБн.

Таблица 2. Требования к преобразователю данных основной полосы частот

Таблица 3. Требования к преобразователю данных РЧ или ПЧ