Quadrature   직교 위상, 위상 직교

(2023-11-08)

QM, Quadrature Modulation, 직각 변조, 직교 위상 변조, Quadrature Multiplexing, 직교 다중화, IQ Modulation, IQ 변조, IQ Modulator, IQ 변조기


1. `Quadrature (직교 위상 / 위상 직교 / 직각)` 이란?

  ㅇ 서로 상관성이 없음을, 직교성(Orthogonality)이라고 하는데,
     - 특히, `90˚ 위상차가 나는 직교성`을, `Quadrature(위상 직교)` 라는 표현을 씀
     - 대표적인 직교 신호로는, 위상이 90˚ 차이나는 `사인파(sine) 및 코사인파(cosine)`가 있음

  ㅇ 한편,
     -  0˚를 기준으로하면, in-phase(동 위상)
     -  이로부터 90˚이면, quadrature(직교 위상) 이라고 말함

  ㅇ [유사 명칭 비교]
     - Quadratic  : 2차
        . 例) Quadratic Curve : 2차 곡선, Quadratic Equation : 2차 방정식
     - Quadrature : 직교 위상 (직각 위상)
        . 例) Quadrature Modulation : 직교 위상 변조, QAM : 직교 진폭 변조


2. `직교 위상(Quadrature)` 성질을 이용하여, 변조다중화에 동시 응용

  ㅇ (명칭)
     - 직교 위상 변조 / 직교 변조 / 직각 변조 / 직교 다중화 
     - QM (Quadrature Modulation, Quadrature Multiplexing) 방식

  ㅇ (유사명칭)
     - IQ 변조 (IQ Modulation)                                              ☞ IQ 다이어그램 참조
     - 벡터 변조 (Vector Modulation)

  ㅇ QM 방식 이란?
     - 90˚ 위상차직교 신호(상호 독립)들로 구분하고,
     - 각각 별도로 진폭변조하고,
     - 이들을 더함으로써,
     - 변조다중화를 동시에 가능하게 하는 방식

  ㅇ QM 방식의 동작 설명
     - 2개의 서로 다른 성분으로 분해 가능 
        . `동위상성분 In-phase (i)` 및 `직교위상성분 Quadrature (q)`
        . 즉, 위상 직교하는 두 성분                 ☞ 직교 위상 성분 (Quadrature Component) 참조
     - 이들은 동일 주파수이지만 위상 직교하는 2개의 반송파 (Quadrature Carrier) 임
        . (위상 직교하는 두 반송파) `cos(2πfct)` 및 `sin(2πfct)`
     - 이들을 각각 진폭변조(DSB-SC)시켜, 이들을 합치면 됨
     - 결국, 변조다중화를 동시 수행하게 됨

  ㅇ QM 방식의 특징
     - 두 성분이 서로 독립적임
        . 두 성분(I/Q)이 직교 다중화되면서(합쳐지면서), 
        . 비록 각각의 스펙트럼주파수 영역에서 겹치게 되지만, 
        . 두 성분이 상호 위상 직교하므로, 
        . 서로 독립적으로 취급이 가능 

  ㅇ 한편, 
     - 사실상 모든 대역통과 변조가, 직교위상 반송파 변조로 표현 가능  ☞ 대역통과 (Bandpass) 참조
        . 例로써, 진폭변조는, 
           .. 직교위상성분을 0(zero)으로하고 동위상성분에 cos(ωt)를 곱한 것과 등가적임
     - 변조신호 표현식 例
        
[# x_c(t) = A[m_1(t)\cos2πf_ct + m_2(t)\sin2πf_ct] \\ \qquad = R(t)\cos[2πf_ct + θ_i(t)] #]
- 직교 변조 기법을 이용한 변조 기법 例) . (직교 위상) QPSK, OQPSK 등 . (직교 주파수) MSK 등 . (직교 진폭) QAM3. QM 방식의 모형

아날로그 진폭변조
   1. 선형 변조   2. 진폭 변조(AM)   3. 양측파대(DSB)   4. 양측파대 억압반송파(DSB-SC)   5. 전통적인 진폭변조(DSB-TC)   6. 측파대   7. 단측파대(SSB)   8. 잔류측파대(VSB)   9. AM 변조지수   10. 직각 변조  
QAM
   1. QAM (직교진폭변조)   2. QM (직교위상변조)   3. 직교위상반송파 (inphase,quadrature)  
변조 신호 해석
   1. 기저대역   2. 대역통과   3. 직교위상 반송파   4. 복소 포락선   5. IQ 다이어그램   6. 직교 반송파   7. 오류벡터치  


Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)               기술용어해설 후원
"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"