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军视光启■理解数字通信系统中的IQ信号和正交调制技术( 二 )


正交调制
术语“正交调制”是指基于正交的两个信号之和的调制 。 换句话说 ， 它是基于I/Q信号的调制 。 我们将以QPSK为例来说明正交调制的工作原理 ， 在此过程中 ， 我们将了解I/Q信号的幅度调制如何产生超过90°的相移 。
军视光启■理解数字通信系统中的IQ信号和正交调制技术
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正交调制
上图是QPSK调制器的基本框图 。 首先 ， 对数字数据流进行处理 ， 以使两个串行的bits位变为两个并行的bit位 。 这两个bit位将同时发送 。 换句话说 ， 如本文中所述 ， QPSK允许一个符号同时传输两个bits位 。 本地振荡器生成载波正弦波 。 本地振荡器信号本身成为I载波 ， 并且施加90°相移以创建Q载??波 。 I和Q载波与I和Q数据流相乘 ， 并且将这些相乘所得的两个信号相加 ， 以生成QPSK调制波形 。
I和Q数据流正在对I和Q载波进行幅度调制 ， 并且如上所述 ， 这些单独的幅度调制可用于在最终信号中产生相位调制 。 如果I和Q数据流是从地电平延伸到某个正电压的典型数字信号 ， 则我们将对I和Q载波应用开关键控调制 ， 并且我们在任一方向上的相移都将限制为45° 。 但是 ， 如果I和Q数据流是双极性信号（即 ， 如果它们在负电压和正电压之间摆动） ， 则只要输入数据为逻辑低（由于负输入电压） ， 我们的“幅度调制”实际上会使反相乘以载波会导致载波翻转 。 这意味着我们将具有四个I/Q状态：
I正常 ， Q正常
I正常 ， Q翻转
I翻转 ， Q正常
I翻转 ， Q翻转
【军视光启■理解数字通信系统中的IQ信号和正交调制技术】在每种情况下 ， 求和后会产生什么信号呢？（请注意 ， 在下面的图中 ， 选择了波形的频率 ， 使得x轴上的秒数与以度为单位的相移相同 。 ）
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I正常 ， Q正常
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I正常 ， Q翻转
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I翻转 ， Q正常
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I翻转 ， Q翻转
如您所见 ， 上面图中所示的这四种情况下的求和恰好产生了我们想要的QPSK信号：45° ， 135° ， 225°和315°的相移 。
总结
I/Q信号是指使用两个具有相同频率和90°相对相移的正弦波 。 幅度 ， 相位和频率调制可以通过对幅度调制的I/Q信号求和来实现 。 正交调制是指涉及I/Q信号的调制 。 正交相移键控可以通过将根据输入数字数据分别乘以+1或–1的I和Q载波相加来实现 。


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