quadratuurimodulaatiossa

Quadratuurimodulaatio on modulaatiotekniikka, jossa tieto siirretään kahdella erillisellä signaalilinjalla, jotka moduloidaan 90 asteella toisistaan olevien kantajien avulla. Käytännössä tämä tarkoittaa, että modulaattori tuottaa kaksi rinnakkaista komponenttia, usein nimeltään I (in-phase) ja Q (quadrature), jotka kulkevat yhdessä samassa taajuudessa.

Perusperiaate perustuu kahden kantajasignaalin käyttöön: yksi kanta on cos(ωc t) ja toinen sin(ωc t) tai vendä vastaavasti, jolloin ne ovat 90 asteen vaihe-erossa. Data muuntuu I- ja Q-komponenteiksi, ja lopullinen lähetettävä signaali muodostuu näiden kahden komponentin yhdistelmästä: s(t) = I(t) cos(ωc t) − Q(t) sin(ωc t). Komplekssa_basebandissa tämä vastaa s(t) = Re{(I + jQ) e^{j ωc t}}. Demodulaatioon käytetään koherentia vastaanottoa, jossa vastaanotin erottelee I- ja Q-komponentit käyttämällä samaa lokalisoitua osoitetta ja matraa sekä alipolysointua.

Käytännön sovelluksissa quadratuurimodulointi tunnetaan erityisesti QAM:ina (quadrature amplitude modulation), jossa I- ja Q-komponenttien amplitudit yhdistyvät symbolitasolle. Esimerkkejä ovat QPSK, 16-QAM, 64-QAM ja 256-QAM. Nämä modulaatiot tarjoavat suuremman spektrikaistan tehokkuuden, koska ne koodittavat enemmän bittien arvoa saman äänitaajuuden alueelle.

Käyttökohteita ovat langalliset ja langattomat järjestelmät sekä optinen viestintä, joissa saman kaistan leveydellä voidaan siirtää enemmän dataa. Quadratuurimodulaation haasteisiin kuuluu tarkka fasa- ja amplitudivirheiden hallinta, synkronointi sekä kohinan ja ei-lineaarisuuksien hallinta pelkistetyssä demodulaatiossa.