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== 概述 == I: In-phase 表示同相 Q: Quadrature 表示正交,与 I 相位差 90 度 最早通讯是模拟通讯,假设载波为cos(a),信号为cos(b),那么通过相乘频谱搬移,就得到了: cos(a) * cos(b) = 1/2[cos( a + b) - cos(a - b)] 这样在a载波下产生了两个信号,a+b 和 a-b,而对于传输来说,其实只需要一个信号即可,也就是说两者选择一个即可,另外一个没用,需要滤掉。 但实际上滤波器是不理想的,很难完全滤掉另外一个,所以因为另外一个频带的存在,浪费了很多频带资源。 进入数字时代后,在某一个时刻传输的只有一个信号频率,比如0,假设为315MHz,1假设为316MHz,一直这两个频率在变化,同一时间只有一个频率存在。这个不同于模拟通讯信号,比如模拟时代的电视信号频带是6.5MHz(连续的各个频率都有)。 还有一个严重的问题,就是信号频带资源越来越宝贵,不能再像模拟一样这么简单的载波与信号相乘,导致双边带信号。 大家最希望得到的,就是输入a信号和b信号,得到单一的a+b或者a-b即可。基于此目的,我们就把这个公式展开: cos(a-b)= cos(a)cos(b) + sin(a)sin(b) 这个公式清楚的表明,只要把载波a和信号b相乘,之后他们各自都移相90度相乘,之后相加,就能得到a-b的信号了。这个在数字通讯,当前的半导体工艺完全可以做到: 1:数字通讯,单一时间只有一个频点,所以可以移相90度 2:相加器、相乘器技术很容易实现 接下来就很好办了,大家知道I就是cos(b),Q就是sin(b) 对这两个信号进行组合: * cos(b), sin(b) * cos(b), -sin(b) * -cos(b), sin(b) * -cos(b), -sin(b) 这个就是IQ信号的四相调制 之后为了编码更多的,就在这里面折腾 注意,通过上面分析,大家知道IQ信号应该是正弦波模拟信号,手机基带频率是67.708KHz,大家在布线的时候一定要保证IQ信号不被干扰,毕竟是模拟信号,不然相乘相加之后就有很多杂波产生(杂散) 进一步参考: http://en.wikipedia.org/wiki/Quadrature_amplitude_modulation <br><br> == I/Q 的调制发射 == 基带过来的是两个模拟信号:I (原始信息信号) 和 Q(I 移相 90 度后得到,与 I 正交),设其频率为 b,GSM 中为67.708KHz 900MHz 的载波信号也是两个 cos(ct) 和 sin(ct),他们的相也是相差 90 度 则调制发射时: * I 和 cos(ct) 经混频器,得到 I*cos(ct) * Q 和 sin(ct) 经混频器,得到 Q*sin(ct) 最后,两路信号相加: I*cos(ct) + Q*sin(ct) 因为基带是正弦信号,I 和 Q 相差 90 度,最终上式会写为: cos(ct - b) 或者 cos(ct + b) 总之,最终发射的、在空中传播的、最有可能被干扰的信号,只有一个频率,很“干净的信号” <br><br> == I/Q 的接受解调 == 天线捕捉到的空中信号是: I*cos(ct) + Q*sin(ct) 接受机生成同样的两路 900MHz 的正交载波信号 cos(ct) 和 sin(ct),他们的相相差 90 度 分别进过混频器: * (I*cos(ct) + Q*sin(ct)) * cos(ct) = I*cos(ct)*cos(ct) + Q*sin(ct)*cos(ct) = I/2(1 + cos(2ct)) + Q/2*sin(2ct) = I/2 + I/2*cos(2ct) + Q/2*sin(2ct) * (I*cos(ct) + Q*sin(ct)) * sin(ct) = I*cos(ct)*sin(ct) + Q*sin(ct)*sin(ct) = I/2*sin(2ct)) + Q/2(1 - sin(2ct)) = Q/2 + I/2*sin(2ct) - Q/2*sin(2ct) 可见,混频后,新产生两个是原 900MHz 基带信号频率两倍的信号,这个频率相当高了,区分性也强,可以直接通过低通滤波器(指定的低频可通过,高频被挡)滤除,最后就能解调出发送方过来的基带 I 和 Q 信号了 <br><br> <br><br> <br><br> <br><br> <br><br> <br><br>
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