I/Q调制技术给频带信号带来新思路

现实中的信号都是实信号，包括发射的是实信号，接收的也是实信号，信道衰落也是实数的，为什么我们经常看到在通信里都是处理复数呢？比如，信号是QPSK、16QAM等，衰落系数也是复数，甚至噪声也是复高斯噪声。

根据希尔伯特（Hilbert）变换性质可知，对于任何窄带实信号x（t），假设其频谱在

上，那么x（t）可以写成

其中x_b（t）是复信号，通常称x_b（t）为x（t）的复基带等价信号，且是唯一的。注意，实际通信系统中，载频只是一个载体，一般情况它并不携带信息，那就是说，我们不可能因为载频不同，而分别设计不同的信号以及系统。式（13-9）引出的复基带表示的好处是，可以把载频的作用分离出来，且变成一个机械的步骤。不管载频f_c在哪儿，只要设计好x_b（t），再发送Real{x_b（t）e^j2πf_ct}就行了。

但是现在的问题是，我们前面讨论无线信道时，信道都是作用在载频实信号x（t）上的，那么，我们就想怎么把整个系统都简化成所谓的基带系统，即发射端的基带信号x_b（t）和接收到的信号对应的基带信号y_b（t）之间是什么关系。

首先，接收端收到的真实信号y（t）为

其对应的基带等价信号为y_b（t），使得

y（t）=Real{y_b（t）e^j2πfc^t}（13-11）则有

虽然实际并没有发送，但我们假设信号Imag{x_b（t）e^j2πfc^t}也被发送了，因为经历的是同样的信道，和信号Real{x_b（t）e^j2πfc^t}对比知，接收端必然对应收到

可以证明(www.xing528.com)

将式（13-12）和（13-14）联合起来看，可以知道

我们从相反的角度把上面的思想利用起来，那么整个流程就是：首先拿两个信号x_I（t）和x_Q（t），即得到所谓的发射端基带信号

x_b（t）=x_I（t）+jx_Q（t）

然后发送信号

x_I（t）cos（2πf_ct）-x_Q（t）sin（2πf_ct）

即采用I/Q调制方法调制。假设接收到的信号为y（t），写出y（t）的基带等价信号y_b（t），其实就是I/Q调制的解调过程，解调后分别得到I路信号y_I（t）和Q路信号y_Q（t），则所谓y（t）的基带等价信号就是

y_b（t）=y_I（t）+jy_Q（t）（13-16）从上面的讨论，我们知道I/Q调制系统从基带信号来看，接收信号和发射信号满足

其中，α_i（b）（t）=α_i（t）e^-j2πfcτi（t），为每条路径衰落的基带等价形式。从而，在接下来的计算处理上就可以采用复数相关理论了。