圖示淺析正交上下變頻

1、圖示淺析正交上下變頻圖示淺析正交上下變頻2012年8月29日版本1.0概述概述在和很多同學交流的過程中，發(fā)現很多做通信的人都不是十分理解正交上下變頻的概念，幾乎成為初學通信必問問題之一。雖然很多書籍也進行了論述，雖然公式詳盡，但理解起來比較晦澀，同時也沒有對一些頻繁提及的問題作出解答。這些問題包括，為什么基帶必須采用IQ分量（同向分量，正交分量）兩路表示，而帶有載頻的帶通信號卻只有一路？帶通信號為什么包含了基帶的所有信息？希爾伯特變換起

2、到何種作用？解析信號、帶通信號、基帶復信號以及它們的頻譜究竟有何關系？本文將從最簡單的模型和最易理解的角度出發(fā)，讓讀者能夠充分理解正交上下變頻。一、一、工程化理解工程化理解首先回憶發(fā)射機的上變頻過程。設和分別為基帶信號的同相分量()It()Qt和正交分量，載頻，那么正交上變頻的信號（帶通信號）產生方法如圖c?()St11所示。本振2?()It()Qtcosct?sinct??()St圖11.正交上變頻上變頻的數學表達為()()cos()

3、sinccStIttQtt????為了解釋方便，假設信道為沖擊響應且加性高斯白噪聲可忽略，即，接收機的下變頻過程是從中恢復出的估計值()()rtSt?()rt()()ItQtA()()ItQt?的過程。如圖12所示。下文推導與的關系。A()()ItQt?()()ItQt圖11和圖12只是簡明的原理圖，由于理想低通濾波器無法實現，且高階濾波器運算量過大，在實際的軟件無線電中，一般多級抽取、濾波實現下變頻，多級內插、濾波的方法實現上變頻，并

4、考慮采用低復雜度的濾波器，如CIC濾波器。另外，理想濾波器被脈沖成型和匹配濾波所代替，在發(fā)射端，用升根余弦等旁瓣較小的波形代替矩形成型，在接收端，用同樣的波形進行相關操作，收集能量。在最佳采樣處，可以獲得與矩形成型一致的最大信噪比。（高斯信道下）。此種模型下的收發(fā)機結構叫最佳接收機或者相關仿形接收機。如圖13。本振2?()It()Qtcosct?sinct??()St脈沖成型脈沖成型本振2?()It?A()Qtcosct?sinct??

5、()rt匹配濾波匹配濾波()Irt()Qrt圖13.相關——仿形接收機二、二、信號的復表示信號的復表示定義基帶復信號為，其實部和虛部分別作為橫坐標和縱坐()()()lStItjQt??標，構建的平面稱為復平面。IQ()lSt?0圖21.復平面與復信號在復平面上可表示為一個點。其幅值為，相位為()lSt22()()ItQt?。()[]()QtarctgIt數字調制系統就是將比特映射到復平面上的一個點，所有可能的映射點組成星座圖。比如BPS