Requisitos para um bom desempenho do link de comunicação:Modulação e Demodulação IQ

Neste artigo, discutiremos os requisitos para um modulador e demodulador analógico de IQ e, em seguida, os requisitos para DACs e ADCs usados ​​na banda base (para uma abordagem de QI analógica) e para DACs e ADCs usados ​​em RF (para uma abordagem de QI digital).

No último artigo, discutimos o dilema sobre se é melhor usar meios digitais ou analógicos para combinar e separar I e Q.

Aqui, retomaremos o tópico caracterizando os requisitos necessários para um bom desempenho do link de comunicação nessas aplicações analógicas e digitais.

Requisitos para modulador e demodulador analógico de IQ

A Tabela 1 mostra os resultados de uma pesquisa bibliográfica de artigos que descrevem a degradação nos links de comunicação devido ao desequilíbrio de QI. OFDM foi a modulação para a maioria dos artigos.

Para o seguinte, consulte o artigo anterior para minha lista de referências.



Tabela 1: Requisitos para modulador e demodulador analógico IQ

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É possível tirar algumas conclusões.

Na extremidade do modulador (TX), desequilíbrios de IQ de até 1 dB e 5º dão o que pode ser uma degradação aceitável; 0,5 a 1,0 dB; mesmo com subportadoras 64-QAM OFDM, com taxas de erro de bit de 10-4 a 10-5.

A situação é diferente na extremidade do desmodulador (RX). Para subportadoras N-QAM, desequilíbrios de IQ de 1 dB e 5º dão degradações de muitos dB, de acordo com a maioria dos artigos. Para esses desequilíbrios, e N> 4, geralmente há um piso de taxa de erro de bit de 10-3 a 10-1. Um desequilíbrio de 0,5 dB e 1º dá degradações de ~ 8 dB para subportadoras 16-QAM a uma taxa de erro de bit de 10-4.

Não existem resultados para desequilíbrios inferiores a 0,5 dB e 1º. Para N> 16, nenhum dos artigos mostra como os desequilíbrios devem ser pequenos para que as degradações forneçam um piso de taxa de erro de bit menor que 10-3.

Isso é lamentável porque moduladores e demoduladores de IQ integrados estão disponíveis com desequilíbrios típicos de ~ 0,02 dB e 0,2º. Nenhum dos artigos explica por que a demodulação é muito mais sensível aos desequilíbrios de QI do que a modulação.

Requisitos para DACs e ADCs

Requisitos para DACs e ADCs usados ​​na banda base para abordagem de QI analógico

As abordagens de modulador IQ analógico e demodulador ainda requerem conversores de dados nos caminhos I e Q de banda base na posição A nas Figuras 1A e 1B de nosso artigo anterior.

Figura 1 (a). Modulador

Figura 1 (b). Demodulador

É importante saber o quão bons esses dispositivos devem ser. O autor descobriu que há muito menos publicações sobre esse efeito do que sobre o efeito de desequilíbrio do QI. O melhor que pode ser deduzido é que uma relação sinal-ruído + distorção (SINAD) de> 38 dB é necessária.

Requisitos para DACs e ADCs usados ​​em RF para abordagem de QI digital

As abordagens de QI digital requerem conversores de dados na posição D nas Figuras 1A e 1B. O autor também encontrou muito pouco publicado sobre o assunto. Alguns resultados foram publicados sobre os efeitos dos efeitos do amplificador analógico, como Produtos de Intermodulação de 3ª Ordem (IP3) em sistemas de comunicação, e pode ser válido aplicá-los também a conversores de dados, o que já foi feito.

Geralmente, parece que uma relação Sinal-Ruído + Distorção (SINAD) de> 50 dB e um Produto de Intermodulação de Terceira Ordem de> 44 dBc são necessários para degradação de desempenho aceitável.



Tabela 2. Requisitos do conversor de dados de banda base





Tabela 3. Requisitos do conversor de dados RF ou IF