一種調(diào)制類型，由調(diào)制載波的相位和幅度承載信令信息。
QAM是一種在兩個正交載波上進行幅度調(diào)制的調(diào)制方式。這兩個載波通常是相位差為90度(π/2)的正弦波，因此被稱作正交載波。這種調(diào)制方式因此而得名。
正交幅度調(diào)制（QAM）是一種矢量調(diào)制，它將輸入比特先映射（一般采用格雷碼）到一個復平面（星座）上，形成復數(shù)調(diào)制符號，然后將符號的I、Q分量（對應復平面的實部和虛部）采用幅度調(diào)制，分別對應調(diào)制在相互正交（時域正交）的兩個載波（cos wt和sin wt）上。這 樣與幅度調(diào)制（AM）相比，其頻譜利用率提高1倍。QAM是幅度、相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，它同時利用了載波的幅度和相位來傳遞信息比特，因此在最小距離相同 的條件下可實現(xiàn)更高的頻帶利用率，目前QAM最高已達到1024QAM（1 024個樣點）。樣點數(shù)目越多，其傳輸效率越高，例如具有16個樣點的16-QAM信號，每個樣點表示一種矢量狀態(tài)，16-QAM有16態(tài)，每4位二進制 數(shù)規(guī)定了16態(tài)中的一態(tài)，16-QAM中規(guī)定了16種載波和相位的組合，16-QAM的每個符號和周期傳送4比特。
概述
同其它調(diào)制方式類似，QAM通過載波某些參數(shù)的變化傳輸信息。在QAM中，數(shù)據(jù)信號由相互正交的兩個載波的幅度變化表示。
模擬信號的相位調(diào)制和數(shù)字信號的PSK可以被認為是幅度不變、僅有相位變化的特殊的正交 幅度調(diào)制。由此，模擬信號頻率調(diào)制和數(shù)字信號FSK也可以被認為是QAM的特例，因為它們本質(zhì)上就是相位調(diào)制。這里主要討論數(shù)字信號的QAM，雖然模擬信 號QAM也有很多應用，例如NTSC和PAL制式的電視系統(tǒng)就利用正交的載波傳輸不同的顏色分量。
類似于其他數(shù)字調(diào)制方式，QAM發(fā)射信號集可以用星座圖方便地表示。星座圖上每一個星座 點對應發(fā)射信號集中的一個信號。設(shè)正交幅度調(diào)制的發(fā)射信號集大小為N，稱之為N-QAM。星座點經(jīng)常采用水平和垂直方向等間距的正方網(wǎng)格配置，當然也有其 他的配置方式。數(shù)字通信中數(shù)據(jù)常采用二進制表示，這種情況下星座點的個數(shù)一般是2的冪。常見的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM 等。星座點數(shù)越多，每個符號能傳輸?shù)男畔⒘烤驮酱蟆５?，如果在星座圖的平均能量保持不變的情況下增加星座點，會使星座點之間的距離變小，進而導致誤碼率 上升。因此高階星座圖的可靠性比低階要差。
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| 圖1 4QAM、16QAM、64QAM星座圖 | 圖2 16QAM信號電平與信號狀態(tài)關(guān)系 |
當對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求高過8-PSK能提供的上限時，一般采用QAM的調(diào)制方式。因為 QAM的星座點比PSK的星座點更分散，星座點之間的距離因之更大，所以能提供更好的傳輸性能。但是QAM星座點的幅度不是完全相同的，所以它的解調(diào)器需 要能同時正確檢測相位和幅度，不像PSK解調(diào)只需要檢測相位，這增加了QAM解調(diào)器的復雜性。
M-QAM信號波形的表達式為：
因此QAM可以分解為分別在兩個正交的載波cos2πfct與sin2πfct上的M1-PAM與M2-PAM的疊加，其中M1M2 = M。
將上面sm(t)變形得到
因此，M-QAM還可以看作是M1-PAM與M2-PSK的疊加，其中M1M2 = M。
圖3示出了產(chǎn)生多進制QAM信號的數(shù)學模型。圖中x＇(t) 由序列a1，a2，…，ak 組成，y＇(t)由序列b1，b2，…，bk 組成，它們是兩組互相獨立的二進制數(shù)據(jù)，經(jīng)2/m變換器變?yōu)閙進制信號x(t)和y(t)。經(jīng)正交調(diào)制組合后可形成QAM信號。
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| 圖3 QAM信號產(chǎn)生 |
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| 圖4 QAM信號解調(diào) |
性能
數(shù)字通信中經(jīng)常用錯誤率（包括誤符號率和誤比特率）與信噪比的關(guān)系衡量調(diào)制和解調(diào)方式的性能。下面給出一些概念的記法，以得到AWGN信道下錯誤率的表達式：
矩形QAM
矩形QAM（Rectangular QAM）的星座圖呈矩形網(wǎng)格配置。因為矩形QAM信號之間的最小距離并不是相同能量下最大的，因此它的誤碼率性能沒有達到最優(yōu)。不過，考慮到矩形QAM等 效于兩個正交載波上的脈沖幅度調(diào)制（PAM）的疊加，因此矩形QAM的調(diào)制解調(diào)比較簡單。而后面介紹的非矩形QAM雖然能達到略好一些的誤碼率性能，但是 付出的代價是困難得多的調(diào)制和解調(diào)。
最早的矩形QAM一般是16-QAM。其原因是很容易就看得出來2-QAM和4-QAM實際上是二進制相移鍵控（BPSK）和正交相移鍵控（QPSK），而8-QAM則有將單數(shù)位的位分到兩個載波上的問題，8-PSK要容易得多，因此8-QAM很少被使用。
誤碼率性能
可以通過單個正交載波上PAM的性能近似得到QAM的誤碼率。假設(shè)矩形M-QAM可分解為兩個正交的-PAM，則有
因此
精確的誤比特率要看比特與碼元符號之間的映射關(guān)系。對于以格雷碼作比特配置并且每個載波承載相同比特數(shù)的情況，由于相鄰兩個符號之間僅相差一個比特，因此可以得到誤比特率：
因此
對于k如8-QAM（k = 3）要給出誤碼率要困難得多，一個近似上限為：
精確的誤比特率Pb要看位的排列。
非矩形QAM
QAM本身有許多可以使用的排列，這里只列出兩種為例。
環(huán)狀8-QAM是最佳的8-QAM，它可以使用最低的平均能量來達到最小的歐幾里德度 量。環(huán)狀的16-QAM是亞優(yōu)化的。環(huán)狀的QAM非常好地顯示出QAM與相移鍵控之間的關(guān)系。不規(guī)則QAM的錯誤率很難廣泛地給出，因為它們按其排列各不 相同。顯然的上限是歐幾里德度量：
在這里誤碼率也與位的排列有關(guān)。
雖然對一個特別的M有最佳的、不規(guī)則的QAM，但是一般人們還是使用規(guī)則的QAM，因為它們的調(diào)制和解調(diào)要方便得多。
