Exigences pour de bonnes performances de liaison de communication :modulation et démodulation IQ

Dans cet article, nous discuterons des exigences d'un modulateur et démodulateur IQ analogique, puis des exigences des DAC et ADC utilisés en bande de base (pour une approche IQ analogique) et pour les DAC et ADC utilisés en RF (pour une approche IQ numérique).

Dans le dernier article, nous avons discuté du dilemme de savoir s'il est préférable d'utiliser des moyens numériques ou analogiques pour combiner et séparer I et Q.

Ici, nous reprendrons le sujet en caractérisant les exigences nécessaires à de bonnes performances de liaison de communication dans ces applications analogiques et numériques.

Exigences pour le modulateur et le démodulateur analogiques IQ

Le tableau 1 montre les résultats d'une étude bibliographique d'articles décrivant la dégradation des liens de communication due au déséquilibre du QI. OFDM était la modulation pour la plupart des articles.

Pour ce qui suit, veuillez consulter l'article précédent pour ma liste de références.

Tableau 1 : Exigences pour le modulateur et le démodulateur analogiques IQ

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Il est possible de tirer quelques conclusions.

Du côté du modulateur (TX), les déséquilibres IQ jusqu'à 1 dB et 5º donnent ce qui pourrait être une dégradation acceptable ; 0,5 à 1,0 dB ; même avec des sous-porteuses OFDM 64-QAM, à des taux d'erreur binaire de 10-4 à 10-5.

La situation est différente du côté du démodulateur (RX). Pour les sous-porteuses N-QAM, des déséquilibres de QI de 1 dB et 5º donnent des dégradations de plusieurs dB, selon la plupart des articles. Pour ces déséquilibres, et N> 4, il existe généralement un plancher de taux d'erreur binaire de 10-3 à 10-1. Un déséquilibre de 0,5 dB et 1º donne des dégradations de ~8 dB pour les sous-porteuses 16-QAM à un taux d'erreur binaire de 10-4.

Il n'y a pas de résultats donnés pour des déséquilibres inférieurs à 0,5 dB et 1º. Pour N> 16, aucun des articles ne montre à quel point les déséquilibres doivent être faibles pour que les dégradations donnent un taux d'erreur plancher inférieur à 10-3.

C'est malheureux car les modulateurs et démodulateurs IQ intégrés sont disponibles avec des déséquilibres typiques de ~0,02 dB et 0,2°. Aucun des articles n'explique pourquoi la démodulation est tellement plus sensible aux déséquilibres du QI que la modulation.

Exigences pour les DAC et les ADC

Exigences pour les DAC et ADC utilisés en bande de base pour l'approche analogique QI

Les approches de modulateur et de démodulateur IQ analogiques nécessitent toujours des convertisseurs de données dans les chemins de bande de base I et Q en position A sur les figures 1A et 1B de notre article précédent.

Figure 1(a). Modulateur

Figure 1(b). Démodulateur

Il est important de savoir à quel point ces appareils doivent être bons. L'auteur a trouvé qu'il y a beaucoup moins de publications sur cet effet que sur l'effet de déséquilibre du QI. Le mieux que l'on puisse en déduire est qu'un rapport signal/bruit + distorsion (SINAD) de> 38 dB est requis.

Exigences pour les DAC et les ADC utilisés à RF pour l'approche de QI numérique

Les approches Digital IQ nécessitent des convertisseurs de données en position D sur les figures 1A et 1B. L'auteur a également trouvé très peu de publications sur ce sujet. Certains résultats ont été publiés sur les effets des effets des amplificateurs analogiques tels que les produits d'intermodulation du 3ème ordre (IP3) sur les systèmes de communication, et il pourrait être valable de les appliquer également aux convertisseurs de données, ce qui a été fait.

En règle générale, il semble qu'un rapport signal sur bruit + distorsion (SINAD) de> 50 dB et un produit d'intermodulation du troisième ordre de> 44 dBc soient nécessaires pour une dégradation des performances acceptable.

Tableau 2. Configuration requise pour le convertisseur de données en bande de base

Tableau 3. Exigences relatives au convertisseur de données RF ou FI