IQ调制

2010-11-06  柏茂旺兴 

为什么要将信号调制成IQ信号?有什么IQ调制器?

 

是矢量的方向问题,同相就是矢量方向相同的信号;正交分量就是两个信号矢量正交(差90°);IQ信号是一路是180°,另一路是90°270°,叫做I路和Q路,它们就是两路正交的信号。

 

I- Q的调变信号可由同相载波和90度相移的载波相加合成,在电路上下直接牵涩到载波相位的改变,所以比较好实现.其次,通常I-Q图上只有几个固定点,简单 的数字电路就足以腾任编码的工作。而且不同调变技术的差异只在于I-Q图上点的分布不同而已,所以只要改变I-Q编码器,利用同样的调变器,便可得到不同 的调变结果。 I-Q解调变的过程也很容易,只要取得和发射机相同的载波信号,解调器的方块图基本上只是调变器的反向而已。从硬件 的开点而言,调变器和解调器的方块图上,没有会因为I-Q值的不同(不同的I-Q调变技术)而必须改变的部份,所以这两个方块图可以应用在所有的I-Q 变技术中。 BPSK(Bi-Phase Shift keying)为最简单的数字元题调变方式,如图6-5。当基频数据为1,载波的振幅不变,相位也不改变.当基频数据为0,载波的振幅还是不变,但相 位改变180.如果数据10交互传送,载波相位就会有180度的大转换,造成信号不连续。所以BPSK调变后的信号频宽较大.BPSKI-Q图或星 座图(constellation diagram)上只有两个点,分别在原点的两侧,两点和原点的距离相同,但是相位差180度。 QPSK(Quadrature Phase Keying)在星座图上有四点,以原点为中心, 构成一个正方形,如图6-6。星座图上四点到原点的距离相同,所以载波的振幅没有改变,只改变了相位。由于星座图上只有四个点,即有四种可能调变的状况, 每种状况可用两个数据位来代表。 定义I-Q图上的每一个点为一个符号(symbol),图上点出现的频率即为符号传输速率(symbol rote)或是鲍率(boud rate),也就是实际载波改变的速率。在QPSK,每个符号代表两个数据位,所以数据传输速率(bit rate)为符号传输速率的两倍。反过来说,符号传输速率为数据传输速率的一半。如果已知一个符号代表几个数据位,那么符号传输速率即为数据传输速率除以 一个符号所代表的数据位数。 调变后信号的频宽和符号传输速率成正比,QPSK将载波直接作180度变化的机会相对比BPSK,在同样的符号传输速率下,QPSK所占的频宽会比较小一点,但实际上数据传输速率却是BPSK的两倍。 FSK(Frequency Shift Keying)FM的数位元,如图6-9。传送数据为10各代表一个载波频率,载波振幅则一直不变.利用现有的FM解调技术,就可以很容易的取回基频的数据数据。MSK(Minimum Shift Keying)是一个特殊的FSK,其中资料10所代表载波频率间的差距f,为数据传输速率的1/2MSK也可以看做是QPSK的一种变形。MSK 在星座图上和QPSK一样有四点,但是点的移动每次只能向前或向后移动90,不能作对角线的移动,也就是说,载波的相位不会有180度的变化,所以调变 后信号频谱比较不会散开,频率的利用也就更有效率。 调变(modulate)的意义是要在信号发射端以一定的方式改变一个已知的信号-载波,而解调变(demodulate)则是要在接收端找出已知的载波 信号如何被改变,和这种改变背后所要传递的信息。在模拟通信系统中,模拟基频信号(例如语音)就是调变和解调变所要传送的信息。而在数字通信系统中,传送 的信息通常是经过种基频信号处理的数据数据。也就是说,数字调变是将数据数据载在射频载波的过程,而解调变则是将数据数据从射频信号中取出的过程。射频载 波信号Aces2πfct+θ)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变变量,

 

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