正交振幅调制是怎么样的？

一、正交振幅调制介绍

正交振幅调制（QAM）是一种矢量调制，它是将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号。正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）李辩铅。一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相和。 这样与之作幅度调制（AM）相比，其频谱利用率高出一倍。

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，利用这哪好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，分别有4、16、64、…个矢量端点。目前QAM最高已达到1024QAM。样点数目越多，其传输效率越高。但并不是样点数目越多越好，随着样点数目的增加，QAM系统的误码率会逐渐增大，所以在对可靠性要求较高的灶哗环境，不能使用较多样点数目的QAM。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。

二、QAM的调制解调原理

MQAM的调制解调框图如图2.2.1所示。在发送端调制器中串/并变换使得信息速率为Rb的输入二进制信号分成两个速率为Rb/2的二进制信号，2/L电平转换将每个速率为Rb/2的二进制信号变为速率为Rb/（2lbL）的电平信号，然后分别与两个正交载波相乘，再相加后即得MQAM信号。在接收端解调器中可以采用正交的相干解调方法。接受到的信号分两路进入两个正交的载波的相干解调器，再分别进入判决器形成L进制信号并输出二进制信号，最后经并/串变换后得到基带信号。

先给出结论：单边带信号可以提高频谱占用率。

傅里叶变换公式如下所示

自从欧拉发现欧拉公式后，开始使用复指数信号作为基本信号进行频谱分析。

欧拉公式

看实信号余弦信号，他的频谱分析可以表示成复指茄昌卜数形式，对于余弦信号而言，结合复指数特性和傅里叶变换公式，可得频谱有两个频点，分别是w和-w。迅顷

在频域上观察，单音信号有两个频颤穗率分量分别是ω0， -ω0，载波信号有两个频率分量分别是10ω0， -10ω0，根据频域卷积定理，时域相乘对应，频率的卷积，于是可以看到，相乘后得到的频谱，将单音信号的频谱分别搬移到了-10ω0， 10ω0的位置。

对于复信号而言，结合复指数特性和傅里叶变换公式，可得频谱有一个频点，频点是w。

实信号的频谱是在正负频率位置共轭对称的，因此一般认为带宽是只有正频率部分

复信号的频谱可以看成是两个实信号频谱的叠加，此时负频率部分不再与正频率部分一致，但是采样定理依然成立，

此时，奈奎斯特采样定理依然适用，采样率保持为2B以上即可，正负频率的信号都有意义，因此带宽利用率可以看到提高了1倍

比如LTE，OFDM系统采用的正交调制，带宽20MHz时（图中 = 2B），采样频率是30.72MHz

正交调制示意图

或者从接收端，正交解调来看，接收端收到的是实信号X(f)，正负频率对称

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