看得懂的IQ信号

1、2010-12-29 1.在通信系统中，（语音信号）就是调制和解调所要传送的信息。而在数字通信系统中，传送的信息是数据。数字调制是将数据数据载在射频载波的过程，而解调则是将数据数据从射频信号中取出的过程。射频载波信号 A COS （2 n fct+ B）可供改变的参数只有振幅、频率和相位三种。改变载波振幅的调变方式称为调幅（AM ）;改变载波频率方式称为调频（FM ）;改变载波相位的调变方式称为相位调变（PM ）。由于相位的微分即是频率，所以载波信号的振幅和相位可以说是两个主要的调制变量。如果 把调制中载波振幅和相位的信息记录下来，即A与B，并以二维空间的两个变量分别代表振幅和相位，那么极坐标

2、上任意点到原点的距离和相角，正好可以代表载波的振幅和相位也可以说是代表载波的被调制情况。极坐标方式的调制表示方法可转化为直角坐标方式，也就是I-Q图。载波振幅和相位可记录为二维空间上的一点，而这一点所代表的向量，在横轴和纵轴上的投影分别为I值和Q值。I为同相位（In-phase）分量，代表向量在横轴上的投影；Q为90度相移（Quadrate）分量，代表 向量在纵轴上的投影。这样调制后的数据就分成了两路，同相（I）和正交（Q）分量，这两个分量是正交的，相位相差90度，并且互不相干。调制后我们再分开处理IQ两路，进行中频和射频处理，最后再DAC前合成一路（相加），然后天线发射。在接收端用正交调制相

3、反算法分出IQ两路，分别处理，然后又变成一路供 CPU处理。其实这里的调制方式属 于通信技术中常用的相干调制的范畴，当然相干调制不一定是正交的，正交适应于BPSK、QPSK中，8PSK等八相以上调制。特点：1.从传输线角度来看，I/Q信号是一种双线传输模式，能量主要集中在两线之间。与外界关系不大。以此可以抗击共模干扰。当然，双线间回路面积要小些是前提。2.IQ信号本身和抗干扰没多大关系，现代通信系统为了使频谱利用率更高，所 以用了许多种矢量调制，如BPSK、QPSK、QAM等等。作为复信号，可以应用单边带形式，节省了信道资源。3可以作为复信号使用，这样在解决很多问题时，会非常方便，比如，我们在

4、仿真中通常可以使用复信号来所运算，这里的I路就是复信号的实部信号，Q路就是复信号的虚部信号。同时对于数字信号而言是不会区分一个信号是不是矢量的，所以采用IQ调制这种方式，应很好地使数字和模拟之间塔起了矢量的桥梁。4将数据分为I、Q正交的两路来传输，可以降低每路的传输速率为一半，这样 可以在低速率信道上传输。以上仅供参考，请指正，谢谢！本文来自：我爱研发网（52RD.com） - R&D大本营详细出处： TID=32.华禹培训总结技术精华二（看得懂的I/Q信号）当前的数字射频芯片，无一例外的用到了I/Q信号，就算是 RFID芯片，内部也用到了I/Q信号，然而绝大部分射频人员，对于IQ的了

5、解除了名字之外，基本上一无所知。网上有大量关于IQ信号的资料，但都是公式一大堆，什么四相图，八相图之类的，最后还是不明白，除了知道这两个名次解释：I : in-phase表示同相Q quadrature 表示正交，与I相位差90度。国内的教学首先是老师根本不懂实践，之后只能按照书本讲公式，其实老师自己什么都不懂，很多人都说老师只懂理论，若老师真的懂理论，那教育就不是现在这个局面了，实际上老师不仅仅不懂实践，更不懂理论，只是照本宣科吧了。现在来解释I Q信号的来源：最早通讯是模拟通讯，假设载波为cos(a)，信号为cos(b)，那么通过相成频谱搬移，就得到了cos(a) * cos(b) = 1

6、/2cos( 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900MHz 1假设为901MHz 一直这两个频率在变化而已，并且不可能同时出现。这个不同于模拟通讯信号， 比如电视机，信号的频带就是6.5MHz。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

7、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。如下图：手机GSM射频部分Superheterodyne GSM 900 MHz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), -sina(b)-cos(b), sin(b)-cos(b), -sin(b)这个就是 IQ 信号的四相调制了。之后为了编码更多的，就在这个里面折腾了，