正交波幅調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）是一種對(duì)無線、有線或光纖傳輸鏈路上的數(shù)字信息進(jìn)行編碼，并結(jié)合振幅和相位兩種調(diào)制方法的非專用的調(diào)制方式。QAM是多相位移相鍵控的一種擴(kuò)展，二者之間最基本的區(qū)別是在QAM中不出現(xiàn)固定包絡(luò)，而在相移鍵控技術(shù)中則出現(xiàn)固定的包絡(luò)。QAM技術(shù)具有頻譜利用率高，并可具有任意數(shù)量的離散數(shù)字等級(jí)。該調(diào)制方式通常有二進(jìn)制QAM（4QAM）、四進(jìn)制QAM（l6QAM）、八進(jìn)制QAM（64QAM）等多電平正交振幅調(diào)制MQAM調(diào)制。與其他調(diào)制技術(shù)相比，QAM編碼具有能充分利用帶寬、抗噪聲能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。這種調(diào)制技術(shù)己被廣泛應(yīng)用，并且將QAM技術(shù)用高效的專用集成電路實(shí)現(xiàn)。
QAM使用帶有相同頻率成份的一條正弦和一條余弦波來傳遞信息。調(diào)幅信號(hào)有兩個(gè)相同頻率的載波，但是相位相差90度。一個(gè)信號(hào)叫I信號(hào)，另一個(gè)信號(hào)叫Q信號(hào)。從數(shù)學(xué)角度將一個(gè)信號(hào)表示成正弦，另一個(gè)表示成余弦。兩種被調(diào)制的載波在發(fā)射時(shí)被混和。
當(dāng)QAM以正弦波和余弦波兩個(gè)分支信號(hào)輸入傳輸位時(shí)，輸入的位會(huì)先轉(zhuǎn)換成正弦波幅和余弦波幅，再送入到信道中去，每次最少要送出一組波形。以16QAM為例，每個(gè)QAM符號(hào)送出4bit，此4bit可映射到QAM-16坐標(biāo)圖中16個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)。注意，對(duì)于4bit信息來說，16個(gè)點(diǎn)的星座圖使得每種比特組合都可以由一個(gè)唯一的點(diǎn)來表示。QAM的工作機(jī)理可解釋如下。
在發(fā)送端，比特流被映射的每個(gè)點(diǎn)的x和Y成份指定了將要在信道上發(fā)送的正弦波和余弦波幅度。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都具有預(yù)定義的在比特和點(diǎn)之間進(jìn)行映射的方法。如圖1中左圖所示。此點(diǎn)的x, y值標(biāo)識(shí)余弦波及正弦波的波幅，再通過信道送到接收端去。
圖1：QAM-16的坐標(biāo)圖
在接收端，余弦波和正弦波通過信道傳送出去以后，接收機(jī)恢復(fù)并估計(jì)每種波形的振幅。將接收到的余弦波及正弦波投射到解調(diào)坐標(biāo)圖中，再度將余弦波及正弦波分別復(fù)原為x及Y值，如圖1中右圖所示。這些幅度值被投影到一個(gè)星座圖上，該星座圖和發(fā)射機(jī)所使用的星座圖相同。通常，由于信道中的噪聲失真以及在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中暴露的電子，使得在接收機(jī)圖上所映射的點(diǎn)無法直接落在“真實(shí)”點(diǎn)上。然而，接收機(jī)選擇離所映射的點(diǎn)最近的“真實(shí)”點(diǎn)作為發(fā)射機(jī)最有可能用來產(chǎn)生QAM碼元的點(diǎn)。該點(diǎn)采用與發(fā)射機(jī)相同的映射方法（但是映射的方向正好相反）映射回原始的4bit，也就是接收到了發(fā)送端送來的4bit 。
如果在接收機(jī)上存在過多的噪聲，那么被映射到星座圖上的點(diǎn)就將會(huì)離錯(cuò)誤的點(diǎn)比離正確的已知點(diǎn)更近一些，這就導(dǎo)致碼元的估計(jì)和恢復(fù)發(fā)生錯(cuò)誤。
上例所列出的16QAM是因?yàn)槠渥鴺?biāo)圖有16個(gè)點(diǎn)（每個(gè)象限4個(gè)點(diǎn)），每個(gè)QAM符號(hào)采用4bit表示，所以稱之為16QAM；若每個(gè)QAM符號(hào)僅采用2bit，便為4個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)圖（每個(gè)象限一個(gè)點(diǎn)）的4QAM。以此類推，應(yīng)有8比特的64QAM、16比特的256QAM等，成為多電平正交波幅調(diào)制（MQAM）。
QAM調(diào)制的框架圖如圖2所示。攜帶余弦(cosine)波幅的分支稱為I (in phase，同相）分支，攜帶正弦波幅的分支稱為Q（quadrature，正交）分支。
圖2：QAM調(diào)制的框架圖
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