这是一个基本问题，但是我很难理解为什么需要将信号分解为I和Q分量才能对软件定义无线电（SDR）有用。
我知道I和Q分量是相同的信号，只是相位相差90度，但是我不明白为什么这很重要。为什么不能仅将一个信号数字化？为什么需要一个看起来完全相同且相位相差90度的信号？如果确实需要第二个信号，为什么不能仅通过延迟第一个信号来自己创建（例如在软件中）呢？
我只能说的是出于某种原因需要在软件中进行FM风格的解调，但是我找不到任何地方可以解释所需的信息，以及为什么没有I和Q组件都无法进行这种解调。
有人能对此有所启示吗？Wikipedia并不是特别有用，每个页面都有一个链接来代替解释，并且每个链接都无休止地指向下一页。
Answers:
I和Q分量不是同一信号；它们是同一信号的样本，它们的相位差为90度，并且包含不同的信息。这是一个微妙但重要的区别。
通过这种方式将I和Q分开，可以测量信号成分的相对相位。这不仅对于FM（和PM）解调很重要，而且对于需要区分载波的上边带和下边带（例如SSB）内容的任何其他情况也很重要。
每当SDR（尤其是模拟前端）发生频率转换（外差）时，I和Q分量的处理方式都会不同。生成本机振荡器的两个副本，一个相对于另一个延迟90度，然后分别与I和Q混合。这样可以通过转换保留相位关系。
编辑：
这实际上意味着您正在以足够高的速率对信号进行采样，以捕获载波两侧的所有边带信息。I和Q实际上只是一种符号约定，使数学的计算更加清晰。如果最终直接将信号外差到基带（同步检测），它将变得最相关。如果不同时保留I和Q，则两个边带会相互折叠（混叠的一种形式），并且您将无法再解码FM，PM或QAM信号。
它与采样率以及采样时钟（本机振荡器或本振）与目标信号频率的关系有关。
奈奎斯特频率速率是基带信号采样频谱中最高频率（或带宽）的两倍（以防止混叠）。但实际上，在给定有限长度信号的情况下，因此给定非数学上理想的带宽限制信号（以及对物理上可实现的非砖墙滤波器的潜在需求），DSP的采样频率必须高于最高信号频率的两倍。 。因此，通过将采样率（2X LO）加倍来使采样数加倍仍然太低。将采样率（4X LO）翻两番会比Nyquist率高出很多，但是使用更高频率的采样率在电路组件，ADC性能，DSP数据速率，所需的兆位触发器等方面会更昂贵。
所以IQ采样与本地振荡器（或相对接近）相同的频率为关注的信号或频带，这显然是经常做的方式过低的采样频率（基带信号）根据奈奎斯特。每个正弦波周期中的一个样本可以全部位于零交叉处，也可以全部位于顶部，或介于两者之间的任何点。您将几乎不了解如此采样的正弦信号。但是让我们称其为几乎无用的样本集就是IQ样本集的I。
但是如何增加采样数量，而不是简单地将采样率提高一倍，而是在每个周期的第一个采样之后再增加一点采样。每个周期稍有间隔的两个样本将允许一个样本估计斜率或导数。如果一个样本在零交叉处，那么其他样本就不会。因此，找出要采样的信号会更好。两点，加上有关感兴趣的信号在采样率（由于带宽限制）而大致周期性的知识，通常足以开始估计正弦正弦方程的未知数（幅度和相位）。
但是，如果您与第二个样本相距太远，到第一组样本之间的距离太远，您将遇到与2X采样相同的问题（一个样本可能正零交叉，另一个样本负零，告诉您没有）。这与2X采样率太低是同样的问题。
但是在第一组的两个样本（“ I”组）之间的某个地方有一个最佳位置。没有多余的余量，就像同时进行采样一样，并且间隔不均匀（相当于使采样率加倍），有一个偏移量可以为您提供有关信号的最大信息，而代价是准确地延迟了附加采样更高的采样率。原来，该延迟为90度。这为您提供了一个非常有用的“ Q”样本集，再加上“ I”样本集，可以告诉您有关信号的更多信息。也许足以解调AM，FM，SSB，QAM等，而在载波频率或非常接近而不是远高于2X的复杂或IQ采样时。
添加：
第二组样本的精确90度偏移也恰好对应于DFT中分量基向量的一半。需要全套才能完全表示非对称数据。效率更高的FFT算法通常用于执行许多信号处理。其他非IQ采样格式可能需要对数据进行预处理（例如，针对相位或增益的任何IQ不平衡进行调整），或者使用更长的FFT，因此对于典型情况下通常进行的某些滤波或解调而言，效率可能较低IF数据的SDR处理。
添加：
还要注意，即使前外差外中心频率可能比IQ采样率高得多，SDR IQ信号的瀑布带宽（似乎是宽带的）通常比IQ或复采样率稍窄。 。因此，组成速率（每个复合物或IQ样本中2个组成部分）是IQ速率的两倍，最终高于目标带宽的两倍，因此符合Nyquist采样。
添加：
您不能仅通过延迟输入来自己创建第二个正交信号，因为您正在寻找90度后信号与信号之间的变化。如果您使用相同的两个值，则不会看到任何变化。仅当您在两个不同的时间采样时，才略有偏移。
这真的是一个简单的话题，几乎没人能很好地解释。对于任何努力理解这一点，看W2AEW的视频，http://youtu.be/h_7d-m1ehoY?t=3m。在短短的16分钟之内，他就从汤变成坚果，甚至用示波器和自己制作的电路进行演示。
I和Q只是表示信号的另一种方式。您在脑海中将信号视为正弦波，可以沿其幅度，频率或相位进行调制。
正弦波可以表示为矢量。如果您还记得物理课中的矢量，则倾向于使用该矢量的x和y组件（将x's和和相加y's）。这就是I和Q，本质上是X（同相- I）和Y（正交- Q）。
当您将正弦波表示为矢量并提供I和时Q，使软件执行数学运算来解调信号会容易得多。您的计算机具有专用的芯片-图形卡和声卡是VECTOR处理器-带有额外的寄存器来容纳x和y组件，以进行快速计算。
这就是为什么SDR要I和Q。 I并Q允许计算机上的矢量处理器快速有效地进行解调。