I、Q調制和星座圖
一個信號有三個特性隨時間變化：幅度、相位或頻率。然而，相位和頻率僅僅是從不同的角度去觀察或測量同一信號的變化。人們可以同時進行幅度和相位的調制，也可以分開進行調制，但是這既難於產生更難於檢測。但是在特制的系統中信號可以分解為一組相對獨立的分量：同相（I）和正交（Q）分量。這兩個分量是正交的，且互不相干的。
圖1中的QAM調制器中I和Q信號來自一個信號源，幅度和頻率都相同，唯一不同的是Q 信號的相位與I信號相差90度 。具體關系如圖2所示，當I的幅度為1的時候，Q的幅度為0，而當I的幅度為0的時候，Q的幅度為1，兩個信號互不相干，相位相差90度 ，是正交的。
圖1
圖2
極坐標圖是觀察幅度和相位的最好方法，載波是頻率和相位的基准，信號表示為對載波的關系。信號可以以幅度和相位表示為極坐標的形式。相位是對基准信號而言的，基准信號一般是載波，幅度為絕對值或相對值。
在數字通信中，通常以I、Q表示，極坐標中I軸在相位基准上，而Q軸則旋轉90度。矢量信號在I軸上的投影為I分量，在Q軸上的投影為Q分量。圖3顯示I和Q的關系。
圖3
圖 4 表示極坐標和直角坐標的轉換。
圖4
I、Q調制的主要優點是：既便於將兩個獨立信號分量組合成一個復合信號；相應地也可以將其復合信號分解為兩個獨立的部分。大多數數字調制是在I、Q平面上將數據映射為許多離散的點，我們稱這些點為星座。當信號從一個點移向另一個點時，幅度調制和相位調制就同時完成了。I、Q信號分別是在X軸和Y軸上的投影，合成矢量的幅度表示載波的幅度，合成矢量與X軸的夾角表示載波相位。因此可以通過改變I 、Q驅動信號的幅度映射I-Q空間中的任意一點。在I 和Q信號傳送的值只有預先定義的幾個值，代表廣泛不同的狀態，一個調制的協議針對每個調制形式規定允許的狀態數量。
QAM調制的基本原理
QAM調制實際上是幅度調制和相位調制的組合。相位 + 幅度狀態定義了一個數字或數字的組合。QAM的優點是具有更大的符號率，從而可獲得更高的系統效率。通常由符號率確定占用帶寬。因此每個符號的比特（基本信息單位）越多，效率就越高。對於給定的系統，所需要的符號數為2n,這里n是每個符號的比特數。對於16QAM，n = 4，因此有16個符號，每個符號代表4 bit：0000, 0001,0010等。對於64QAM，n = 6，因此有64個符號，每個符號代表6bit：000000，000001，000010等。
以上就是QAM調制的基本原理。經過信道編碼的二進制的MPEG-2比特流進入QAM調制器，信號被分為兩路，一路給I，另一路給Q，每一路一次給3比特的數據，這3比特的二進制數一共有8種不同的狀態，分別對應8種不同的電平幅度，這樣I有8個不同幅度的電平， Q有8個不同幅度的電平，而且I和Q兩路信號正交。這樣任意一個I的幅度和任意一個Q的幅度組合都會在極坐標圖上映射一個相應的星座點，這樣每個星座點代表由6個比特的數據組成的一個映射，I和Q一共有8×8共64種組合狀態，各種可能出現過的數據狀態組合最后映射到星座圖上為圖5所顯示的64QAM星座圖。
每一個星座點對應一個一定幅度和相位的模擬信號，這個模擬信號再被上變頻到射頻信號發射出去。這里再順便說明一下模擬調制和數字調制的區別：模擬調制和數字調制之間的差別在於調制參數。在這兩種方案中，改變的是載波信號的幅度、頻率或相位（或是它們的組合）。在模擬調制中載波參數按連續的模擬信息信號改變，而在數字調制中，參數（幅度、頻率或相位）按離散的數字信息改變。