从正交解调来理解IQ信号.pdf

"从正交解调来理解IQ信号.pdf" 从正交解调来理解IQ信号的 IQ信号是一个复信号，它由实部和虚部组成。实部称为同相分量，虚部称为正交分量。IQ信号是信号处理中常用的信号，使用IQ信号可以带来许多好处。 IQ信号的产生是通过对基带实信号进行解析变换得到的。基带实信号可以表示为： 0( )( )cos(2)x ta tf tπ= 其中，x(t)是基带实信号，a是幅值，f是频率，t是时间。 对基带实信号进行解析变换可以得到IQ信号： 00( )( )cos(2)( )sin(2)z ta tf tja tf tππ=− 其中，z(t)是IQ信号，j是虚数单位。 在接收机中，为了得到有用信号的基带解析信号，需要对中频信号进行正交解调。正交解调也称为正交基带变换，将接收机的中频信号解调成基带解析信号。 有很多种正交解调方法，如FFT法、希尔伯特变换法、数字内插法、直接数字混频法等。每种方法都有其优缺点，选择哪种方法取决于具体的应用场景。 直接数字混频法是理想的解调方法，它具有精度高、误差小的特点，但其电路复杂，要求高。希尔伯特变换法是将中频信号采样后对其中一路信号进行希尔伯特变换及滤波，另一路进行延时，I/Q信号的相位正交性与幅度一致性则完全取决于滤波器的精度。数字内插法是中频信号进行正交采样，交替产生I/Q信号，由于时间上未对齐和幅度分别被NCOS和NSIN所调制，所以需要解调与时间延时，滤波时再对其中一路信号进行相移，才能得到时间上对齐的I/Q信号。 以直接数字混频法为例，讲解正交解调的原理： 我们得到的中频信号如下： 01( )( )cos(22)s ta tf tf tππ=+ 其中，1f是信号的中心频率。 正交解调： I 路信号：（）10101( )( )*cos(2)( ) cos(24)cos(2)2I ts tf ta tf tf tf tππππ=+=+ Q 路信号：（）10101( )( )*sin(2)( ) sin(24)sin(2)2Q ts tf ta tf tf tf tππππ=+=+ 再经过低通滤波去除高频的01cos(2 (2) )ff tπ+和01sin(2 (2) )ff tπ+部分，最后就得到回波的解析信号： （）（）（）（）（）'00cos 2sin 2IQZta tftja tftZtZtππ=+=+ FFT变换法也可以用于正交解调。 FFT变换法可以将负频谱去掉，然后进行IFFT变换，得到解析信号。 fftData = FFT(Data); fftData(0:3) = 0; %去直流； fftData(dataLength/2:end) = 0; %将负频谱去掉； ComplexData = IFFT(fftData); %得到解析信号。 从正交解调来理解IQ信号是信号处理中非常重要的一步。IQ信号的产生和正交解调是信号处理的基础，掌握这些知识点对于信号处理的应用非常重要。