I/Q 支路

记得上一次看到I/Q还是在考研的时候,俨然已经全忘得差不多了。现在只能一些记得一点点皮毛。

最近在用RTL-SDR搭FM Radio,如果只是玩玩,本来是可以囫囵吞枣的事情,但是因为要写出来,所以只能硬着头皮抠细致一点。不过,时隔这么多年再看,一来史海沉钩,想起来了很多当时的事情,另一方面,以前也是囫囵吞枣吃下去的东西,再看又有了更深入的理解,所以看着看着也就来了兴趣。

怎么就扯到I/Q支路上来了呢?其实就是因为看到了Quadrature。以前学的时候,没怎么想过为什么要用I/Q,为什么要用正交解调。In-Phase,Quadrature,在脑海里本能一般反应出来“同相分量”和“正交分量”(应试教育的一大好处),字面上的意思似乎就这么多信息量,当时对正交这件事情完全没有实际的概念,甚至连其数学概念本身也是模模糊糊。现在再看,“正交”可是一个大大有好处的性质,同相和正交分量刚好可以组成一组(正交)基,再直观点说,可以把它们看成是复平面,于是我么就可以把信号投影到复平面上去搞了。

Quadrature还在哪里见过呢?QAM(Quadrature Amplitude Modulation)里的Q也是这个。

说到这里,一个问题忽然冒了出来:正交解调是不是只能用于解QAM吗?答案是:NO!单从接收来说。当把一个信号矢量分解成I/Q两路的时候,实际上是做了一个坐标映射,把信号向量分别投影到了这组正交基上。那么为什么要这样映射呢,把信号矢量映射到复平面上的一个坐标,那么信号矢量的模(幅度)和复角(相位)就可以很轻松地表示出来了。频率呢?因为在分解到I/Q两路的时候,需要用一个频率已知的本振(LO,Local Oscillator),这时信号的频率信息可以通过LO和相位来获得。也就是说,这时我们用这个分解/映射/坐标变换(不论你叫他什么),把信号矢量中的信息用另一种(似乎更清晰、直观的)方式表示了出来,就如同世界有了光,可以把信号矢量描述清楚了。这时再进行进一步的处理,包括各种各样的解调,都是可以的。

这样做的好处是,可以用一套方案,适应尽可能多的需求。

 

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