Requisitos para un buen rendimiento del enlace de comunicaciones:modulación y demodulación de IQ

En este artículo, discutiremos los requisitos para un modulador y demodulador IQ analógicos, y luego los requisitos para DAC y ADC usados ​​en banda base (para un enfoque de IQ analógico) y para DAC y ADC utilizados en RF (para un enfoque de IQ digital).

En el último artículo, discutimos el dilema de si es mejor usar medios digitales o analógicos para combinar y separar I y Q.

Aquí, retomaremos el tema nuevamente al caracterizar los requisitos necesarios para un buen desempeño del enlace de comunicación en estas aplicaciones analógicas y digitales.

Requisitos para el modulador y demodulador de IQ analógico

La Tabla 1 muestra los resultados de una encuesta bibliográfica de artículos que describen la degradación en los enlaces de comunicaciones debido al desequilibrio del coeficiente intelectual. OFDM fue la modulación para la mayoría de los artículos.

Para lo siguiente, consulte el artículo anterior para ver mi lista de referencias.

Tabla 1: Requisitos para el modulador y demodulador analógico IQ

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Es posible sacar algunas conclusiones.

En el extremo del modulador (TX), los desequilibrios de IQ de hasta 1 dB y 5º dan lo que podría ser una degradación aceptable; 0,5 a 1,0 dB; incluso con subportadoras OFDM 64-QAM, con tasas de error de bits de 10-4 a 10-5.

La situación es diferente en el extremo del demodulador (RX). Para las subportadoras N-QAM, los desequilibrios de IQ de 1 dB y 5º dan degradaciones de muchos dB, según la mayoría de los artículos. Para estos desequilibrios, y N> 4, generalmente hay un mínimo de tasa de error de bit de 10-3 a 10-1. Un desequilibrio de 0,5 dB y 1º produce degradaciones de ~ 8 dB para las subportadoras 16-QAM con una tasa de error de bits de 10-4.

No se dan resultados para desequilibrios inferiores a 0,5 dB y 1º. Para N> 16, ninguno de los artículos muestra cuán pequeños deben ser los desequilibrios para que las degradaciones den un piso de tasa de error de bits inferior a 10-3.

Esto es lamentable porque los moduladores y demoduladores de IQ integrados están disponibles con desequilibrios típicos de ~ 0.02 dB y 0.2º. Ninguno de los artículos explica por qué la demodulación es mucho más sensible a los desequilibrios del coeficiente intelectual que la modulación.

Requisitos para DAC y ADC

Requisitos para DAC y ADC utilizados en la banda base para el enfoque de IQ analógico

Los enfoques de modulador y demodulador de IQ analógicos aún requieren convertidores de datos en las rutas de banda base I y Q en la posición A en las Figuras 1A y 1B de nuestro artículo anterior.

Figura 1 (a). Modulador

Figura 1 (b). Demodulador

Es importante saber qué tan buenos deben ser estos dispositivos. El autor descubrió que se ha publicado mucho menos sobre este efecto que sobre el efecto de desequilibrio del coeficiente intelectual. Lo mejor que se puede deducir es que se requiere una relación señal / ruido + distorsión (SINAD) de> 38 dB.

Requisitos para DAC y ADC utilizados en RF para el enfoque de IQ digital

Los enfoques de Digital IQ requieren convertidores de datos en la posición D en las Figuras 1A y 1B. El autor también encontró muy poco publicado sobre este tema. Se han publicado algunos resultados sobre los efectos de los efectos de los amplificadores analógicos, como los productos de intermodulación de tercer orden (IP3) en los sistemas de comunicaciones, y podría ser válido aplicarlos también a los convertidores de datos, lo cual se ha hecho.

En general, parece que se requiere una relación señal-ruido + distorsión (SINAD) de> 50 dB y un producto de intermodulación de tercer orden de> 44 dBc para una degradación aceptable del rendimiento.

Tabla 2. Requisitos del convertidor de datos de banda base

Tabla 3. Requisitos del convertidor de datos RF o IF