正交幅度調製

正交幅度調製（QAM，Quadrature Amplitude Modulation）是一種在兩個正交載波上進行幅度調製的調製方式。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。這種調製方式因此而得名。

正交幅度調製簡介

正交幅度調製（QAM，Quadrature Amplitude Modulation）

正交幅度調製

是一種在兩個正交載波上進行幅度調製的調製方式。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。這種調製方式因此而得名。
同其它調製方式類似，QAM通過載波某些參數的變化傳輸信息。在QAM中，數據信號由相互正交的兩個載波的幅度變化表示。
模擬信號的相位調製和數位訊號的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製。由此，模擬信號頻率調製和數位訊號FSK也可以被認為是QAM的特例，因為它們本質上就是相位調製。這裡主要討論數位訊號的QAM，雖然模擬信號QAM也有很多套用，例如NTSC和PAL制式的電視系統就利用正交的載波傳輸不同的顏色分量。
類似於其他數字調製方式，QAM發射信號集可以用星座圖方便地表示。

正交幅度調製

星座圖上每一個星座點對應發射信號集中的一個信號。設正交幅度調製的發射信號集大小為N，稱之為N-QAM。星座點經常採用水平和垂直方向等間距的正方格線配置，當然也有其他的配置方式。數字通信中數據常採用二進制表示，這種情況下星座點的個數一般是2的冪。常見的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等。星座點數越多，每個符號能傳輸的信息量就越大。但是，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。
當對數據傳輸速率的要求高過8-PSK能提供的上限時，一般採用QAM的調製方式。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，所以它的解調器需要能同時正確檢測相位和幅度，不像PSK解調只需要檢測相位，這增加了QAM解調器的複雜性。

錯誤率的表達式

數字通信中經常用錯誤率（包括誤符號率和誤比特率）與信噪比的關係衡量調製和解調方式的性能。

正交幅度調製

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：
M = 星座點的個數
Eb = 平均比特能量
Es = 平均符號能量 =
N0 = 噪聲功率譜密度
Pb = 誤比特率
Pbc = 每個正交載波上的誤比特率
Ps = 誤符號率
Psc = 每個正交載波上的誤符號率
矩形QAM（Rectangular QAM）的星座圖呈矩形格線配置。因為矩形QAM信號之間的最小距離並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。不過，考慮到矩形QAM等效於兩個正交載波上的脈衝幅度調製（PAM）的疊加，因此矩形QAM的調製解調比較簡單。而後面介紹的非矩形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製和解調。
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。