為什么要采用IQ調(diào)制解調(diào)

IQ調(diào)制解調(diào)是屬于零中頻架構(gòu)的一部分，調(diào)制是實現(xiàn)信號傳輸的關(guān)鍵步驟。IQ調(diào)制是一種將信號從基帶轉(zhuǎn)換到高頻載波的技術(shù)。其中，I代表同相（in-phase），Q代表正交（quadrature）。在IQ調(diào)制過程中，原始信號被映射到二維直角坐標(biāo)系上，形成同相和正交分量。這些分量與載波信號進(jìn)行調(diào)制，以實現(xiàn)信號的頻譜搬移。

那么為什么要用IQ調(diào)制呢？

調(diào)制過程：

1.將輸入的原始基帶信號進(jìn)行正交分解，得到兩個正交分量（I，Q）。

2.將得到的正交信號與載波信號分別相乘，然后相加，得到已調(diào)信號。

我們都知道對于數(shù)字信號來說真正的信號就是0和1，但是數(shù)字信號無法進(jìn)行無線遠(yuǎn)程傳輸，需要將0和1搭載在載波上（變成模擬信號）才能傳輸

即cosω0t

一個模擬信號有三個衡量的維度，相位，頻率和幅度。Acos（ω0t +θ）

一個信號cosω0t，根據(jù)傅里葉變換，F(xiàn)(t)=Aπ[δ(ω+ω 0 )+δ(ω?ω 0)]

一個信號f=Asinω0t? 根據(jù)傅里葉變換， F(t)=Ajπ[δ(ω+ω 0 )-δ(ω?ω 0)]

可以看到模擬信號，不管是sin還是cos，在頻域都包含了負(fù)頻域。

一個復(fù)信號f=Aejω0t=Acosω0t +Ajsinω0t 傅里葉變換F(t)=2πAδ(ω-ω 0 )

可以看到復(fù)信號即IQ調(diào)制方式，經(jīng)過傅里葉變換后只包含正頻域部分。

1.負(fù)頻率只有數(shù)學(xué)上的意義，并不實際占用帶寬，但是基帶信號調(diào)制到高頻之后，形成了關(guān)于ω0的對稱頻譜，原來的負(fù)頻率信號就占用了實實在在的頻率資源。

2.如果一個實信號的單邊頻帶寬B，考慮到負(fù)頻率頻譜，實際占的頻譜區(qū)域就是±B，所以通信中傳輸這樣的信號就需要占用2B的頻帶寬度。

從信號的角度分析來總結(jié)，IQ調(diào)制降低了信號的帶寬，提升了頻譜的利用率。

IQ解調(diào)的過程

解調(diào)是把頻譜向下搬移，現(xiàn)代通信都是數(shù)字信號，數(shù)字信號是沒有中頻的， 需要將頻帶內(nèi)的信號的譜結(jié)構(gòu)原封不動的下移到零中頻 。

但是，將接收到的實信號直接變到零中頻是不行的 ，因為實信號存在共軛對稱的雙邊譜，隨著載頻的下移，正、負(fù)相互接近，到中頻小于信號頻帶一半時，兩部分譜就會發(fā)生混疊。

解調(diào)過程：

1.在接收端，將接收到的已調(diào)信號與本振信號進(jìn)行混頻，得到中頻信號。

2.?將中頻信號進(jìn)行正交分解，得到兩個正交分量（I，Q）。

3.將得到的正交信號分別通過低通濾波器，提取出原始基帶信號的正交分量（I，Q）。

4.將提取出的正交分量（I，Q）相加，得到原始基帶信號。

而IQ解調(diào)不同，因為I和Q信號是正交的，雖然幅度相同，但是因為相位相差90°，不會發(fā)生混疊的現(xiàn)象。

綜上所述

IQ調(diào)制解調(diào)的優(yōu)點是：

帶寬降一半，頻譜利用率高，現(xiàn)代通信，頻譜資源是非常緊張的，在有效傳輸信息一樣的情況下，帶寬減半，意義重大。

ADC的采樣率降一半，因為帶寬減半，采樣率相對而言也減半，同樣的ADC的功率也會降低，對于追求高功率，低功耗的產(chǎn)品設(shè)計來說，功耗也相當(dāng)重要。

避免發(fā)生采樣頻譜混疊。