調製是通訊技術中最常用的技術詞彙之一。FM收音機就是利用調製的方式來傳輸無線電訊號的。
在這篇文章中，我們將學習調製技術的基礎知識，並瞭解它們在現代蜂窩和通訊技術中的應用。
波的頻率和波長成反比（f=C/）。人類能聽到20HZ到20KHZ的聲音，但如果無線電發射塔傳輸這段頻率的電磁波，所需的天線尺寸就會非常大。
在《天線究竟是如何工作的》一文中，我們已經知道天線的尺寸與波長成正比。
如果我們發射20HZ到20KHZ的電磁波，所需的天線尺寸將在千米範圍內。這就是我們需要調製的原因。
在電磁波傳播之前，應將其調製成高頻訊號。下面用一個簡單的類比來理解調製。我們可以試著扔一張紙，這張紙不會走太遠，但如果把它綁在石頭上再扔一次，他會走的更遠。這和我們調製的方式是一樣的。紙相當於資訊訊號，石頭相當於載波訊號，紙包著石頭相當於調製後的訊號。
我們知道，任何訊號都有三個基本特性：振幅、頻率和相位。在調製過程中，載波訊號的一種特性會隨著資訊訊號的變化而變化。例如，載波訊號的頻率是根據資訊訊號的振幅而變化的，這種技術稱為調頻。
請注意，載波訊號的頻率總是很高，這意味著調製後的訊號也具有很高的頻率和能量。從調製訊號的頻率可以很容易地得到原始訊號的值。
同樣，我們也可以實現調幅，調幅後載波訊號的振幅是根據資訊訊號的值而變化的。
到目前為止我們討論的調製技術都是模擬型別，但是它們已經過時了。模擬調製很容易受到噪聲的影響，噪聲會降低訊號的質量，而且在如今的電子儀器中，所有的操作都是以數字的形式進行的，數字訊號不是1就是0，所以我們來討論一下目前使用的數字調製技術。更具體地說，讓我們看看如何將數字位轉換為電磁波。
第一個數字技術是幅度偏移鍵控（ASK，Amplitude Shift Keying），根據數字脈衝調整載波訊號的幅度，高振幅為1，低振幅為0。
下一種技術稱為頻移鍵控（FSK，Frequency Shift Keying），根據數字脈衝的值來調整載波訊號的頻率，在這種情況下，高頻與1有關，低頻與0有關。
第三種技術是相移鍵控（PSK，Phase Shift Keying），當數字脈衝從1移到0或從0移到1時，載波訊號的相位變化180度。
電信技術的目的是提高資料傳輸速度和效率，但如果使用前面介紹的任何一種數字調製技術，都無法獲得高的資料傳輸速度。在物理學中有一種技術，它可以傳送多達6位的資訊作為一個單一的電磁波，這種技術被稱為正交振幅調製（QAM，Quadrature Amplitude Modulation）。
用簡單的方法理解QAM，讓我們看兩個模擬訊號，QAM的美妙之處在於,你可以調節這兩個不同的訊號作為一個訊號，然後傳送它，然後在接收端能夠分離出原始訊號，從而節省頻寬，讓我們看看這個調製是如何在QAM中完成的。
如圖所示，使用載波對第一個訊號進行調幅，第二個訊號也用相同頻率和振幅的載波調製。但給出載波訊號後，會有90度的相移，現在這兩個調製訊號混合在一起，形成一個訊號，我們稱之為多路複用訊號。有趣的是，在接收端，我們可以很容易地從複用訊號中分離出原始訊號。
在數字QAM的情況下，使用了類似的方法，這裡不是模擬訊號，而是將不同的位元組合相加來產生一個多路複用訊號。
讓我們看看16QAM是如何工作的。
如果你熟悉數字技術，你就會知道任何形式的資料都是0和1的集合。
在16QAM中，我們可以將四位的值打包成一個電磁波傳送出去，基於四位的值，這個輸出將有不同的相角和振幅，這意味著複用訊號的相位角和振幅可以完全表示四位資料。
在16QAM中，這種16位的值可以透過調整多路複用訊號的相位和幅度來表示，然後使用這個單一的多路複用訊號進行傳輸。
你可以看到不同的振幅和相位電磁訊號如何表示不同的四位資料，使用與模擬調製類似的技術，這裡的振幅調製訊號也混合在一起，最後產生一個單獨的輸出。
在這種調製載波訊號，是異相90度被使用，因此，用“正交”這個詞來表示這種技術。如果我們用正常的調製技術來發送資料，而不是QAM，我們會用電磁訊號。
因此，16QAM將資料傳輸速度提高了4倍，科學家們甚至實現了64 QAM，這被用於4G通訊。64QAM同時使用6位資料，因此資料傳輸速度比普通調製技術快6倍。
該調製技術不僅適用於蜂窩通訊和調頻廣播，而且在電視廣播、Wi-Fi光纖等領域也有廣泛的應用。
希望這篇文章能讓大家對調製的概念有更清晰的認識，有問題可以在文段後討論哦~
譯製：巢影字幕組