Кіріспе
Түзуде бірнеше сигнал беруге мүмкіндік беретін модуляция Полярлық модуляция полярлық координаттар Картезиандық координаттарға ұқсас болғандай, квадраттық модуляцияға ұқсас. Квадраттуралық модуляция карталық координаттарды, x және y-ды пайдаланады. Квадраттура модуляциясын қарастырған кезде x осьті I (фазада) ось деп, ал y осьті Q (квадраттура) ось деп атайды. Полярлық модуляция полярлық координаттарды, r (амплитуда) және Θ (фаза) пайдаланады. Цифрлық радио тарату үшін квадрат модулятор әдісі желілік RF қуат күшейткішін қажет етеді, бұл қуат тиімділігін жақсарту немесе күшейткіштің сызықтықты сақтау арасындағы жобалау қақтығысын тудырады. Сызықтыққа қол сұғу сигналды сапасының төмендеуіне әкеледі, әдетте көршілес арнаның төмендеуі арқылы, бұл желілік өнімділік пен сыйымдылықты шектеудің негізгі факторы болуы мүмкін. Сызықтық радиодиапазондық қуат күшейткіштерде қосымша проблемалар, оның ішінде құрылғының параметрлік шектеулері, температураның тұрақсыздығы, қуатты басқарудың дәлдігі, кең жолақты шу және өндіріс өнімділігі де жиі кездеседі. Екінші жағынан, қуат тиімділігін төмендету қуатты тұтынуды арттырады (бұл қолмен ұсталатын құрылғыларда батареяның өмір сүру мерзімін қысқартады) және көбірек жылу өндіреді. Қуат күшейткішіндегі сызықтық мәселесін теориялық тұрғыдан күшейткіштің кіріс сигналының "қалыпты конверт" болуы, яғни амплитуданың өзгермеуін талап ету арқылы жеңілдетуге болады. Полярлы модуляция жүйесінде қуат күшейткіштің кіріс сигналы тек фазада ғана өзгеруі мүмкін. Амплитудалық модуляция қуат күшейткішінің пайдасын оның қоректендіру кернеуін өзгерту немесе модуляциялау арқылы тікелей басқару арқылы жүзеге асырылады. Осылайша полярлық модуляция жүйесі Е және F класы сияқты жоғары сызықтық емес қуат күшейткіш архитектураларын пайдалануға мүмкіндік береді. Полярлық сигнал жасау үшін күшейткіштің фазалық ауысуы кем дегенде 17 дБ амплитудалы диапазонда белгілі болуы керек. Фазалық ауысу бірінен екіншісіне ауысқанда, амплитудалық бұзылу пайда болады, оны ауысу кезінде n - I және Q үлгілерінің саны ретінде есептеуге болады және сигналдың дәл ізін табуға мүмкіндік беретін жеткілікті үлкен болуы керек. Бір символ үшін жүз дана ең төменгі жұмыс істейтін санға тең. Енді сигналдың амплитудасы өзгерген кезде, сигналдың бұрмалануын алдын алу үшін, әр амплитуда өзгеруінде күшейткіш енгізген фазалық қате қолданылуы мүмкін. Әр амплитудадағы фазалық қателіктерді модуляциялау I және Q сигналдарынан алып тастау керек.
Polar modulation is analogous to quadrature modulation in the same way that polar coordinates are analogous to Cartesian coordinates. Quadrature modulation makes use of Cartesian coordinates, x and y. When considering quadrature modulation, the x axis is called the I (in phase) axis, and the y axis is called the Q (quadrature) axis. Polar modulation makes use of polar coordinates, r (amplitude) and Θ (phase). The quadrature modulator approach to digital radio transmission requires a linear RF power amplifier which creates a design conflict between improving power efficiency or maintaining amplifier linearity. Compromising linearity causes degraded signal quality, usually by adjacent channel degradation, which can be a fundamental factor in limiting network performance and capacity. Additional problems with linear RF power amplifiers, including device parametric restrictions, temperature instability, power control accuracy, wideband noise and production yields are also common. On the other hand, compromising power efficiency increases power consumption (which reduces battery life in handheld devices) and generates more heat. The issue of linearity in a power amplifier can theoretically be mitigated by requiring that the input signal of the power amplifier be "constant envelope", i. e. contain no amplitude variations. In a polar modulation system, the power amplifier input signal may vary only in phase. Amplitude modulation is then accomplished by directly controlling the gain of the power amplifier through changing or modulating its supply voltage. Thus a polar modulation system allows the use of highly non linear power amplifier architectures such as Class E and Class F.
In order to create the polar signal, the phase transfer of the amplifier must be known over at least a 17 dB amplitude range. As the phase transitions from one to another, there will be an amplitude perturbation that can be calculated during the transition as,
where n is the number of samples of I and Q and should be sufficiently large to allow an accurate tracing of the signal. One hundred samples per symbol would be about the lowest number that is workable. Now that the amplitude change of the signal is known, the phase error introduced by the amplifier at each amplitude change can be used to pre distort the signal. One simply subtracts the phase error at each amplitude from the modulating I and Q signals.
Тарих
Полярлық модуляцияны Томас Эдисон өзінің 1874 жылғы төрт бұрышты телеграфында әзірлеген. Бұл 4 сигналдың әр бағыттағы 2 -ден бір жұп сызық бойынша жіберілуіне мүмкіндік берді. Әр бағытта сигнал жіберу бұдан бұрын да орындалған болатын, ал Эдисон амплитуда мен фазалық модуляцияны (яғни полярлық модуляция арқылы) біріктіре отырып, оны 4 сигналға дейін екі есе көбейтуі мүмкін екенін тапты.