看得懂的IQ信號

1、2010-12-29 1.在通信系統(tǒng)中，（語音信號）就是調(diào)制和解調(diào)所要傳送的信息。而在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳送的信息是數(shù)據(jù)。數(shù)字調(diào)制是將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)載在射頻載波的過程，而解調(diào)則是將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)從射頻信號中取出的過程。射頻載波信號 A COS （2 n fct+ B）可供改變的參數(shù)只有振幅、頻率和相位三種。改變載波振幅的調(diào)變方式稱為調(diào)幅（AM ）;改變載波頻率方式稱為調(diào)頻（FM ）;改變載波相位的調(diào)變方式稱為相位調(diào)變（PM ）。由于相位的微分即是頻率，所以載波信號的振幅和相位可以說是兩個主要的調(diào)制變量。如果 把調(diào)制中載波振幅和相位的信息記錄下來，即A與B，并以二維空間的兩個變量分別代表振幅和相位，那么極坐標(biāo)

2、上任意點到原點的距離和相角，正好可以代表載波的振幅和相位也可以說是代表載波的被調(diào)制情況。極坐標(biāo)方式的調(diào)制表示方法可轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)方式，也就是I-Q圖。載波振幅和相位可記錄為二維空間上的一點，而這一點所代表的向量，在橫軸和縱軸上的投影分別為I值和Q值。I為同相位（In-phase）分量，代表向量在橫軸上的投影；Q為90度相移（Quadrate）分量，代表 向量在縱軸上的投影。這樣調(diào)制后的數(shù)據(jù)就分成了兩路，同相（I）和正交（Q）分量，這兩個分量是正交的，相位相差90度，并且互不相干。調(diào)制后我們再分開處理IQ兩路，進(jìn)行中頻和射頻處理，最后再DAC前合成一路（相加），然后天線發(fā)射。在接收端用正交調(diào)制相

3、反算法分出IQ兩路，分別處理，然后又變成一路供 CPU處理。其實這里的調(diào)制方式屬 于通信技術(shù)中常用的相干調(diào)制的范疇，當(dāng)然相干調(diào)制不一定是正交的，正交適應(yīng)于BPSK、QPSK中，8PSK等八相以上調(diào)制。特點：1.從傳輸線角度來看，I/Q信號是一種雙線傳輸模式，能量主要集中在兩線之間。與外界關(guān)系不大。以此可以抗擊共模干擾。當(dāng)然，雙線間回路面積要小些是前提。2.IQ信號本身和抗干擾沒多大關(guān)系，現(xiàn)代通信系統(tǒng)為了使頻譜利用率更高，所 以用了許多種矢量調(diào)制，如BPSK、QPSK、QAM等等。作為復(fù)信號，可以應(yīng)用單邊帶形式，節(jié)省了信道資源。3可以作為復(fù)信號使用，這樣在解決很多問題時，會非常方便，比如，我們在

4、仿真中通?？梢允褂脧?fù)信號來所運(yùn)算，這里的I路就是復(fù)信號的實部信號，Q路就是復(fù)信號的虛部信號。同時對于數(shù)字信號而言是不會區(qū)分一個信號是不是矢量的，所以采用IQ調(diào)制這種方式，應(yīng)很好地使數(shù)字和模擬之間塔起了矢量的橋梁。4將數(shù)據(jù)分為I、Q正交的兩路來傳輸，可以降低每路的傳輸速率為一半，這樣 可以在低速率信道上傳輸。以上僅供參考，請指正，謝謝！本文來自：我愛研發(fā)網(wǎng)（52RD.com） - R&D大本營詳細(xì)出處： TID=32.華禹培訓(xùn)總結(jié)技術(shù)精華二（看得懂的I/Q信號）當(dāng)前的數(shù)字射頻芯片，無一例外的用到了I/Q信號，就算是 RFID芯片，內(nèi)部也用到了I/Q信號，然而絕大部分射頻人員，對于IQ的了

5、解除了名字之外，基本上一無所知。網(wǎng)上有大量關(guān)于IQ信號的資料，但都是公式一大堆，什么四相圖，八相圖之類的，最后還是不明白，除了知道這兩個名次解釋：I : in-phase表示同相Q quadrature 表示正交，與I相位差90度。國內(nèi)的教學(xué)首先是老師根本不懂實踐，之后只能按照書本講公式，其實老師自己什么都不懂，很多人都說老師只懂理論，若老師真的懂理論，那教育就不是現(xiàn)在這個局面了，實際上老師不僅僅不懂實踐，更不懂理論，只是照本宣科吧了?，F(xiàn)在來解釋I Q信號的來源：最早通訊是模擬通訊，假設(shè)載波為cos(a)，信號為cos(b)，那么通過相成頻譜搬移，就得到了cos(a) * cos(b) = 1

6、/2cos( a + b) - cos(a - b)這樣在a載波下產(chǎn)生了兩個信號，a+b和a-b,而對于傳輸來說，其實只需要一個信號即可，也就是說兩者選擇一個即可，另外一個沒用，需要濾掉。但實際上濾波器是不理想的，很難完全濾掉另外一個，所以因為另外一個頻帶的存在，浪費(fèi)了很多頻帶資源。進(jìn)入數(shù)字時代后，在某一個時刻傳輸?shù)闹挥幸粋€信號頻率，比如0,假設(shè)為900MHz 1假設(shè)為901MHz 一直這兩個頻率在變化而已，并且不可能同時出現(xiàn)。這個不同于模擬通訊信號， 比如電視機(jī)，信號的頻帶就是6.5MHz。還有一個嚴(yán)重的問題，就是信號頻帶資源越來越寶貴，不能再像模擬一樣這么簡單的載波與信號相乘，導(dǎo)致雙邊帶信

7、號。大家最希望得到的，就是輸入a信號和b信號，得到單一的a+b或者a b即可。基于此目的，我們就把這個公式展開：cos (a b)= cos(a)cos(b) + sin(a)sin(b)這個公式清楚的表明，只要把載波a和信號b相乘，之后他們各自都移相90度相乘，之后相加，就能得到a-b的信號了。這個在數(shù)字通訊，當(dāng)前的半導(dǎo)體工藝完全可以做到：1:數(shù)字通訊，單一時間只有一個頻點，所以可以移相90度。2：相加器、相乘器技術(shù)很容易實現(xiàn)。如下圖：手機(jī)GSM射頻部分Superheterodyne GSM 900 MHz接下來就很好辦了，大家知道 I 就是 cos(b),Q 就是 sin(b)對這兩個信號進(jìn)行組合：cos(b), sin(b)cos(b), -sina(b)-cos(b), sin(b)-cos(b), -sin(b)這個就是 IQ 信號的四相調(diào)制了。之后為了編碼更多的，就在這個里面折騰了，