在無線電通信中，信源信號首先被映射為基帶信號。基帶信號本身不適合長距離傳輸，這是電磁波理論的結論。它必須裝載到合適的載體才能長距離傳輸，就好比發運貨物需要合適的運輸工具一樣。較高頻率的無線電波或者有線電波是適合的載體，我們通常稱其為載波信號，裝載了基帶信號的載波信號稱為已調信號。將基帶信號變換為已調信號為調製，從已調信號卸載下來基帶信號為解調。這裡順便提一個問題：“有哪些系統是直接傳送基帶信號的？”據說，這曾經是華為公司校招時的一個題目。其實，早期的有線電報、電話都是基帶信號傳輸的；現在只在計算機、交換機、手機等機器內部採用基帶信號傳輸，網線也是傳輸基帶信號的，芯片內部也是基帶信號傳輸的。
載波信號如圖1所示：
他好比一個人發出連續不斷、沒有任何變化的“啊——”長音，是無法傳遞信息的。人人都知道，要用聲音傳遞信息至少要幅度、頻率、相位三者之一發生變化才可能，無線電通信也如此。
比如，讓載波的幅度隨著基帶信號變化，稱為幅度調製（AM），如圖2所示：
從圖2可見，已調信號的幅度隨著基帶信號變化，相當於將基帶信號的頻率搬移到了更高的頻率，而信號的包絡與基帶信號一樣。可以用乘法電路完成這種調製，用包絡檢波器的電路就可以解調，從已調信號中恢復出基帶信號。
再比如，讓載波的頻率隨基帶信號變化，稱為頻率調製（FM），如圖3所示：
從圖3可見，已調信號的頻率隨著基帶信號變化，這也相當於將基帶信號搬移到了更高的頻率，但是，已調信號的幅度是恆定的。可以用調頻電路完成這種調製，用鑑頻電路就可以解調，從已調信號中恢復出基帶信號。
再比如，讓載波的相位隨基帶信號變化，稱為相位調製（PM）。這需要解釋一下：簡諧波的相位就是其起始時刻的狀態，從波峰起始的簡諧波和從波谷起始的簡諧波就是相位不同的簡諧波，就好比人走路，假如兩個人步幅、抬腿高度完全一樣，但是，其中一人先邁左腿，另一人先邁右腿，那麼他們兩人就不是同步的，稱為不同相位。相位調製如圖4所示：
從圖4可見，已調信號的相位隨著基帶信號 “倒換步調”。這也相當於將基帶信號搬移到了更高的頻率，已調信號的幅度也是恆定的。可以用調相電路完成這種調製，用鑑相電路就可以解調，從已調信號中恢復出基帶信號。
以上的基帶信號是模擬信號（隨時間連續變化）。對於現代的數字通信，調製原理是類似的。數字通信的基帶信號通常如圖5所示：
從圖5可見，基帶信號隨時間變化只有“1”和“0”兩個值，圖5的基帶信號就代表了碼元序列10101001，為什麼這個序列可以表示要發送的信息呢？這已經在通信基本原理中講編碼時說了。
用數字基帶信號的兩個值“1”和“0”來調製載波，就會像“按鍵”一樣切換，使得載波的幅度、頻率或者相位在兩種狀態之間按鍵切換，因此，稱這時的幅度調製為幅度鍵控（ASK）；稱這時的頻率調製為頻移鍵控（FSK）；稱這時的相位調製為相移鍵控（PSK）。英文縮寫中的“S”是單詞“Shift”的首字母，“K”是單詞“Keying”的首字母。這就是數字調製。
採用數字調製有許多好處，除了便於用二進制運算的芯片處理以外，其最大的好處是可以提高頻譜利用率。下面我們以PSK為例來看看這又是如何做到的。
假設PSK已調信號有2個相位：0度相位和180度相位，我們稱其為2種波形。有2種波形的PSK稱為2PSK。假設發送碼元序列是10101001。當發送第一位碼元“1”時，對應的2PSK發送一種波形，當發送第2位碼元“0”時，2PSK發送另一種波形，10101001依次發送，已調信號就在2個波形之間開關切換，切換頻率等於碼元速率。
再來，假設PSK有4個相位：0度相位、90度相位、180度相位、270度相位，我們稱其為4種波形。有4種波形的PSK稱為4PSK。這時如果仍然是“1”對應一種波形，“0”對應另一種波形，另外有兩種波形用不著了。怎麼辦？我們可以這樣做：讓2個碼元“0 0”對應1個波形，讓2個碼元“0 1”對應第二個波形，讓2個碼元“1 0”對應第三個波形，讓2個碼元“1 1”對應第四個波形，這樣恰好物盡其用。請讀者跟上我的思路，看看為什麼會提高碼元發送速度：
假設發送的碼元序列還是10101001，當最前面的2位碼元“1 0”發出來時，4PSK發出1個波形；當後續又發出2位碼元，4PSK再發出1個波形；即每發出2個碼元，4PSK切換一次。因此4PSK的波形切換頻率只是2PSK的一半。切換頻率就代表信號佔用的頻譜寬度，因此，4PSK佔用的頻譜寬度是2PSK的一半，但是它們傳輸碼元的速率相等，所以4PSK的頻譜利用率是2PSK的2倍。
波形也被稱為符號，基帶信號的碼元傳輸速率稱碼元速率，已調信號的符號傳輸速率稱符號速率。頻譜利用率越高，碼元速率相等時，佔用的頻譜寬度越窄，此時符號速率越低；另一方面，頻譜利用率越高，佔用相等的頻譜寬度時，此時符號速率相等，碼元速率越高，兩種說法是等價的。4PSK與2PSK相比較，4PSK是高階調製。5G會用到256QAM調製，它是在相位細分的基礎上再細分幅度，共細分出256種波形（符號），是更高的高階調製，其頻譜利用率是2PSK的8倍。
但是，天下沒有免費的午餐，採用高階調製帶來好處的同時，人們必須付出什麼代價呢？大家知道，載波相位是角度，角度最大隻有360度，再大的角度就重複了。而幅度通常也只有幾伏特的差別，這些角度和幅度差別如果過分細分，波形與波形之間就會非常接近。波形在信道傳輸過程中，會被噪聲和干擾所汙染，非常接近的波形就非常難以識別，以至於無法完成通信。這就比如在草叢裡奔跑的兔子，假如是一隻白、一隻黑兩隻兔子，比較容易識別。假如是白、灰、黑灰、黑四隻兔子，識別就困難些，假如是白、淺白、灰白、灰色、黑白、黑灰、淺黑、深黑八隻兔子，就會很難識別。高階調製亦如此。因此，在3G標準CDMA2000的演進版本EV-DO Rev A中，引入了自適應調製編碼（AMC）技術，這種技術根據信道情況自動調整調製階數：當信道條件好時採用高階調製，儘量提高碼元速率；當信道條件差時採用低階調製，以確保通信能夠完成。4G標準也引入了這項技術。
總之，高階調製是柄雙刃劍，非武林高手還真使不了它。
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