正交调幅（QAM）

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正交幅度调制（QAM） QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、… ，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，如图（a）所示，分别有4、16、64、…个矢量端点。由图可以看出，电平数m和信号状态M之间的关系是M=m2。对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同

（a）4QAM、l6QAM、64QAM星座（b）l6QAM信号电平与信号状态关系QAM星座图 QAM信号的同相和正交分量可以独立地分别以ASK方式传输数字信号。如果两通道的基带信号分别为x(t)和y(t)，则QAM信号可表示为 式中

上式Tb为多进制码元间隔。为了传输和检测方便，xк和yк一般为双极性m进制码元，例如取为±1，±3，…，±（m-l）等。

通常，原始数字数据都是二进制的。为了得到多进制的QAM信号，首先应将二进制信号转换成m进制信号，然后进行正交调制，最后再相加。图1示出了产生多进制QAM信号的数学模型。图中 

由序列a1，a2，…，ak 组成， 由序列b1，b2，…，bk 组成，它们是两组互相独立的二进制数据，经2/m变换器变为m进制信号xк和yк。经正交调制组合后可形成QAM信号。

图1 QAM信号产生 图2 QAM信号解调

图3 Ｐe-F关系曲线

QAM信号采取正交相干解调的方法解调，其数学模型如图2所示。解调器首先对收到的QAM信号进行正交相干解调。低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量。LPF输出经抽样判决可恢复出m电平信号xк和yк。因为xк和yк取值一般为±1，±3，…，±（m-l），所以判决电平应设在信号电平间隔的中点，即Ub＝0，±2，±4，…，±（m-2）。根据多进制码元与二进制码元之间的关系，经m/2转换，可将m电平信号转换为二进制基带信号和。 由于QAM信号采用正交相干解调，所以它的噪声性能分析与ASK系统相干解调分析类似。图3给出了几种系统的Pe～ （平均归一化输入信噪比，即在所有码元间进行平均的归一化输入信噪比）关系曲线。

由图可见，QAM系统的性能尚比不上QPSK系统，但频带利用率高于QPSK。因此，在频带受限系统中，它是一种很有发展前途的调制方式。