据我了解，用于软件定义无线电应用的硬件接收器基本上接收输入信号，将其与调谐频率混合以去除载波频率，然后以刚好足以满足有效载荷信号带宽的采样率对产生的电压进行采样. 它们以 I/Q 值对的形式将这些样本发送到解调软件。我假设他们通过稍后再采样周期（相对于调谐频率）来获得 Q 值，从而有效地将采样率加倍。
为什么他们使用 I/Q 表示？
我可以看到 I/Q 在合成信号时是一个很好的表示（在硬件中），因为您可以例如通过改变幅度来进行频率或相位调制，但这个原因似乎不适用于 SDR 接收器的情况。
那么，以两倍的采样率使用 I/Q 而不是 I/Q 输出有什么好处吗？还是只是约定俗成的问题？
SDR（或任何通用数字信号处理系统）接收接收到的射频信号，并将其从载频下变频到基带。
现在，来自天线的实际带通信号不一定具有围绕载波频率的对称频谱，但它可以是任意的。如果下变频器现在将频谱移至中心频率，则相应的时域信号将变得复杂。因此，您从 SDR 获得的 I 和 Q 样本是复基带信号的实部和虚部，对应于载波频率附近的实际通带信号。
更多细节可以在维基百科网站上找到，例如数字下变频。
要回答您的问题：
I/Q 表示不对应信号的不同采样点。相反，它对应于数字复值基带信号的实部和虚部。这些部分是通过分别将射频信号与正弦和余弦相乘并在低通滤波后对两个流进行采样而获得的。
双频采样可以产生与 I/Q 相同的信息。有必要将信号零差到，以使基带 IQ 信号中的所有信息都在的通带信号中（其中是采样率）。
可能有几个原因。
电脑处理：
使用 IQ 数据进行 SDR 处理的一个原因是降低计算处理速率（使用更慢或更低功率的处理器）以进行可视化（panadapter）或解调，而无需额外的转换步骤。许多调制方案具有不对称边带。IQ 信号可以携带关于 DC (0 Hz) 附近的两个边带的消歧信息（请参阅此处的说明)，这意味着处理速率可以非常接近 DC（0 Hz + 信号带宽 + 滤波过渡安全裕度），而不是高于两倍的载波频率（加上信号带宽、滤波器过渡带等）。事实上，一些 SDR 模块（Funcube Dongle Pro+、Elecraft KX3 等）将 IQ 数据生成到 PC 立体声音频接口中（因此与更高的 VHF/HF RF 载波或 HF/LF IF 相比，可以以非常低的音频数据速率进行处理频率）。
无线电硬件：
使用单通道数据流进行处理需要非常高的处理速率（RF 载波的 2 倍以上，使用 FPGA 等），或者在下采样/下转换之前通过某种方式消除图像或混叠，通常通过额外的转换或混合步骤（或更多）到 IF 频率，加上一个或多个相关的抗混叠滤波器用于镜像抑制。因此，与产生 1X 速率的 IQ 数据流相比，2X 速率的单个真实数据流通常需要额外的 IF 级（和/或非常窄的高频带通滤波器，通常是晶体或 SAW）才能做到这一点。额外的 IF 级通常还需要额外的振荡器和混频器。而无需使用高频带通或屋顶滤波器即可实现直接转换为 IQ 数据以进行镜像抑制。
下变频振荡器可以位于（或几乎如此）感兴趣的信号载波（RF 或 IF）或低倍数的中心，而不是偏移或更高。这可以使跟踪、锁相或同步该振荡器更简单，从而允许频率读出和/或收发器发射器信号生成在最小的无线电硬件中更简单。
转换硬件：
在硬件中，以较低的采样率实现 2 个 ADC 可能比以较高的采样率实现 1 个 ADC 更容易或更便宜。例如，您可以使用具有 44.1k（或 192k）采样率的立体声声卡，而不是使用具有 96k（或 384k）采样率的更昂贵的声卡，以获得几乎相同的信号带宽能力。
黑板尺寸：
IQ 样本流（由 90 度相移混合和/或采样的两个通道创建）也与数学复信号（具有实部和虚部）密切对应，这使得将两个真实数据通道视为一个通道更容易复杂的数学表示。这使得某些数学算法（DFT/FFT、复包络解调等）更直接适用（并且如上所述，在基带处理速率下），而额外的数学运算（偏移或 fftshift 等）更少
使用复杂数学来解释或描述这些 DSP 算法通常比使用非复杂的更高采样率表示的等效解释需要更少的书写（并且在许多人看来更优雅。）这些更简单的复杂/ IQ 解释有时会直接转化为更少的代码（取决于支持的数据类型的 HLL 计算机语言），或者更少的计算块（使用图形信号路径设计工具）是 SDR 应用程序。
权衡：
当然，缺点是需要精确的 90 度相移生成、2 个 ADC 而不是一个，以及复杂的乘法（4X 硬件乘法器或指令 OP）而不是每个（实数或 IQ）样本的单个乘法，用于类似的操作.
编码器是否可以正交移动两个基带信号，然后再将它们分开，从而为有效载荷信号（基带）（例如左右）提供立体声效果？