I/Q信号
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1 概述
I： In-phase 表示同相
Q： Quadrature 表示正交，与 I 相位差 90 度
就是同一信号，相相差 90 度
在空中飞的无线电波，肯定都是模拟的
无线电波就三个可变参量：频率、幅度和相位，你要不通过不同的频率表示不同的信息（调频，FM），要不通过不同的幅度表示不同的信息（调幅，AM），要不通过不同的相位表示不同的信息（调相，PM，现实世界好像还没有这个调制器件）
不管什么模拟调制方式，基带信号要加到高频载波信号上，都要经过混频器（信号相乘），调制总是绕不开相乘。参考：模拟信号调制技术(FM/AM/PM/SSB)
相乘就会有不需要的谐波产生，简单的说 I/Q 设计是为了消灭不需要的频率波产生，至少理论上让其调制后信号，在同一时间只有一个频率
2 原理
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
3 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”
4 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
分别进混频器与接受到的信号混频：
- cos(ct) * (I*cos(ct) + Q*sin(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)
- sin(ct) * (I*cos(ct) + Q*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
