一文读懂“正交调制”：最通俗的通信原理科普

一文读懂“正交调制”：最通俗的通信原理科普

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_39889792/article/details/112561707

正交调制是通信系统中一种重要的调制方式，它通过在相同频率上同时发送相位相差90度的两路信号，实现了频谱利用率的提升。本文将从调制的基本概念出发，深入浅出地解释正交调制的原理及其在现代通信系统中的应用。

什么是“正交调制”？

调制是将信号源的信息处理并加载到载波上的过程，目的是使信号更适合信道传输。在无线通信中，由于天线尺寸需要与辐射信号的波长成比例，直接传输低频信号（如语音信号）是不现实的。因此，需要将基带信号搬移到更高的频段，这就是调制的主要目的之一。

正交调制原理

“正交”在数学上意味着“垂直”。当两个矢量相互垂直时，它们的投影互不影响，无论各自的大小如何变化，这种独立性始终存在。在信号处理中，正弦和余弦信号因其相位差恒定为90度而被视为正交信号。

上图展示了正弦和余弦信号的正交性。如果在一个频率上同时发送相位相差90度的载波，虽然叠加后的波形看起来复杂，但根据正交性的原理，这两路信号之间不会产生相互干扰，可以看作是两个完全独立的载波。

在正交调制中，一路信号称为I路（In-Phase，同相），另一路称为Q路（Quadrature，正交）。两路信号分别与载波相乘，然后将乘积相加作为发送信号s(t)：

• I路信号的载波是cos
• Q路信号的载波是-sin
• 载波幅度在这里均为1
• 两个载波相位相差90度，完全正交

这种调制方式被称为IQ调制，最经典的实现方法是正交幅度调制（QAM）。

总结

正交调制通过在相同频率上同时传输两路正交信号，实现了信息量的翻倍，显著提高了信道容量和频谱利用率。这种技术在现代通信系统中得到了广泛应用，是理解现代通信系统工作原理的重要基础。