직교 직폭 변조 (QAM)

QAM (Quadrature Amplitude Modulation)은 아날로그와 디지털 신호에 모두 사용되는 변조 방식으로, PAL, NTSC와 같은 아날로그 TV 신호에서 와이파이 통신까지 사용된다.

아날로그 QAM은 다음과 같이 동작한다.

전송하려는 2개의 신호 I와 Q를 각각 캐리어 주파수의 코사인 함수와 사인 함수를 곱한 후 더한다. 이 때 생성되는 신호 s가 캐리어 주파수 f₀로 변조된 신호이다.

수신 측에서는 전송 받은 신호 s에 캐리어 주파수의 코사인 함수를 곱하여 r을 구한다. 

r을 다시 정리하면 다음 식과 같다.

위에서 구해진 r을 LPF를 통과시키면 I을 구할 수 있다.

Q는 s에 사인 함수를 곱한 후 LPF를 통과시키면 구할 수 있다.

QAM 수신측에서 r을 구하기 위해 s에 코사인과 사인 함수를 곱할 때 이 함수는 송신측에서 곱해지는 코사인과 사인 함수와 위상이 정확하게 일치해야 한다. 그렇지 않으면 Crosstalk로 신호가 왜곡된다. 송신측과 수신측에서 위상을 정확하게 맞추기 위한 신호를 보내야 한다.

QAM에서 중요하고 재미있는 것은 하나의 캐리어 주파수로 독립된 2개의 신호 I와 Q를 전송할 수 있다는 것이다. 일반적인 AM이나 FM 방식으로는 하나의 주파수에 하나의 신호만 전송할 수 있다.