簡介
正交振幅鍵控是一種将兩種調幅信号（2ASK和2PSK）彙合到一個信道的方法，因此會雙倍擴展有效帶寬，正交調幅被用于脈沖調幅。正交調幅信号有兩個相同頻率的載波，但是相位相差90度（四分之一周期，來自積分術語）。一個信号叫I信号，另一個信号叫Q信号。從數學角度将一個信号表示成正弦，另一個表示成餘弦。兩種被調制的載波在發射時已被混和。到達目的地後，載波被分離，數據被分别提取然後和原始調制信息相混和。
QAM是用兩路獨立的基帶信号對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波雙邊帶調幅，利用這種已調信号的頻譜在同一帶寬内的正交性，實現兩路并行的數字信息的傳輸。該調制方式通常有二進制QAM（4QAM）、四進制QAM（l6QAM）、八進制QAM（64QAM）…，對應的空間信号矢量端點分布圖稱為星座圖，分别有4、16、64…個矢量端點。電平數m和信号狀态M之間的關系是對于4QAM，當兩路信号幅度相等時，其産生、解調、性能及相位矢量均與4PSK相同。
原理
在QAM（正交幅度調制）中，數據信号由相互正交的兩個載波的幅度變化表示。模拟信号的相位調制和數字信号的PSK（相移鍵控）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制。因此，模拟信号相位調制和數字信号的PSK（相移鍵控）也可以被認為是QAM的特例，因為其本質上就是相位調制。
QAM是一種矢量調制，将輸入比特先映射（一般采用格雷碼）到一個複平面（星座）上，形成複數調制符号，然後将符号的I、Q分量（對應複平面的實部和虛部，也就是水平和垂直方向）采用幅度調制，分别對應調制在相互正交（時域正交）的兩個載波（coswt和sinwt）上。這樣與幅度調制(AM)相比，其頻譜利用率将提高1倍。QAM是幅度、相位聯合調制的技術，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更高的頻帶利用率，QAM最高已達到1024-QAM（1024個樣點）。樣點數目越多，其傳輸效率越高，例如具有16個樣點的16-QAM信号，每個樣點表示一種矢量狀态，16-QAM有16态，每4位二進制數規定了16态中的一态，16-QAM中規定了16種載波和相位的組合，16-QAM的每個符号和周期傳送4比特。
QAM調制器的原理是發送數據在比特/符号編碼器（也就是串–并轉換器）内被分成兩路，各為原來兩路信号的1/2，然後分别與一對正交調制分量相乘，求和後輸出。接收端完成相反過程，正交解調出兩個相反碼流，均衡器補償由信道引起的失真，判決器識别複數信号并映射回原來的二進制信号。如圖2所示的是16-QAM的調制原理圖。作為調制信号的輸入二進制數據流經過串–并變換後變成四路并行數據流。這四路數據兩兩結合，分别進入兩個電平轉換器，轉換成兩路4電平數據。例如，00轉換成-3，01轉換成-1，10轉換成1，11轉換成3。這兩路4電平數據g1（t）和g2（t）分别對載波cos2πfct和sin2πfct進行調制，然後相加，即可得到16-QAM信号。
采用QAM調制技術，信道帶寬至少要等于碼元速率，為了定時恢複，還需要另外的帶寬，要增加15%左右。與其他調制技術相比，QAM編碼具有能充分利用帶寬、抗噪聲能力強等優點。但QAM調制技術用于ADSL的主要問題是如何适應不同電話線路之間較大的性能差異。要取得較為理想的工作特性，QAM接收器需要一個和發送端具有相同的頻譜和相應特性的輸入信号用于解碼，QAM接收器利用自适應均衡器來補償傳輸過程中信号産生的失真，因此采用QAM的ADSL系統的複雜性來自于它的自适應均衡器。
當對數據傳輸速率的要求高過8-PSK能提供的上限時，采用QAM的調制方式。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此更大，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确檢測相位和幅度，不像PSK解調隻需要檢測相位，這增加了QAM解調器的複雜性。
産生
QAM通過載波某些參數的變化傳輸信息。在QAM中，數據信号由相互正交的兩個載波的幅度變化表示。模拟信号的相位調制和數字信号的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制。由此，模拟信号相位調制和數字信号PSK也可以被認為是QAM的特例，因為它們本質上就是相位調制。這裡主要讨論數字信号的QAM，雖然模拟信号QAM也有很多應用，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顔色分量。類似于其他數字調制方式，QAM發射的信号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射信号集中的那一點。星座點經常采用水平和垂直方向等間距的正方網格配置，當然也有其他的配置方式。數字通信中數據常采用二進制數表示，這種情況下星座點的個數是2的幂。常見的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等。星座點數越多，每個符号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，進而導緻誤碼率上升。因此高階星座圖的可靠性比低階要差。QAM信号采取正交相幹解調的方法解調。解調器首先對收到的QAM信号進行正交相幹解調。低通濾波器LPF濾除乘法器産生的高頻分量。LPF輸出經抽樣判決可恢複出m電平信号x(t)和y(t)。因為和取值為±1，±3，…，±（m-l），所以判決電平應設在信号電平間隔的中點，即Ub=0，±2，±4，…，±（m-2）。根據多進制碼元與二進制碼元之間的關系，經m/2轉換，可将電平信号m轉換為二進制基帶信号x'(t)和y'(t)。
特點介紹
性能
數字通信中經常用錯誤率（包括誤符号率和誤比特率）與信噪比的關系衡量調制和解調方式的性能。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：
M =星座點的個數
Eb =平均比特能量
Es =平均符号能量
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 =誤符号率
Psc =每個正交載波上的誤符号率
矩形QAM
矩形QAM（RectangularQAM）的星座圖呈矩形網格配置。因為矩形QAM信号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。不過，考慮到矩形QAM等效于兩個正交載波上的脈沖幅度調制（PAM）的疊加，因此矩形QAM的調制解調比較簡單。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制和解調。
最早的矩形QAM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則有将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。
非矩形QAM
QAM本身有許多可以使用的排列。環狀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裡德度量。環狀的16-QAM是亞優化的。環狀的QAM非常好地顯示出QAM與相移鍵控之間的關系。不規則QAM的錯誤率很難廣泛地給出，因為它們按其排列各不相同。
雖然對一個特别的M有最佳的、不規則的QAM，但是人們還是使用規則的QAM，因為它們的調制和解調要方便得多。
應用
QAM分析儀
QAM分析儀是RF安裝和維護的綜合解決方案，用來測試有線電視系統上的DVB-C（有線數字視頻廣播）信号。它向工程師提供精确檢驗送至用戶業務質量所需的測量功能。所有的測量都很容易接入，并以清楚的圖形顯示呈現測量結果。
應用：
前端設備安裝和維護；
系統檢驗；
現場安裝和維護；
調制器生産或驗收測試；
在6MHz信道帶寬中的OptJ91-調制測試；
測量能力；
QQAM分析儀解調和精确測量經DVB-C系統運載的16，64或256QAM信号。它提供新的測量度量标準，這些标準對于表征信号和查找問題都是必須的。圖形顯示器、清楚的用戶界面以及單鍵測量能力将有助于模拟有線電視工程師方便地轉向數字電線電視。
QAM數字調制器
QAM數字調制器作為DVB系統的前端設備，接收來自編碼器、複用器、DVB網關、視頻服務器等設備的TS流，進行RS編碼、卷積編碼和QAM數字調制，輸出的射頻信号可以直接在有線電視網上傳送，同時也可根據需要選擇中頻輸出。它以其靈活的配置和優越的性能指标，廣泛的應用于數字有線電視傳輸領域和數字MMDS系統。
