在现代通信中，为了有效克服远距离信号传输带来的衰减和干扰问题，信号通常需要被调制到更高的频率范围，以便顺利传输。这个过程被称为调制，它通过调整信号的频率、幅度或相位来实现对信息的有效传输。数字信号调制主要有三种基本方式：幅度调制（ASK）、频率调制（FSK）和相位调制（PSK），它们是数字通信中最常见的调制技术。
1. 振幅移位键控（ASK）
振幅移位键控，又被称为振幅键控，是一种常见的调制技术。在这种调制方法中，数字信号的不同状态会对应基带信号的不同幅度，从而实现信号的传输。具体来说，当传输的数字信息使用二进制符号（0和1）时，这种调制方式被称为二进制幅度调制，通常用2ASK表示。
在2ASK调制中，当数字信号为“1”时，载波的振幅会被激活；而当数字信号为“0”时，载波则闭。这意味着信号的频谱会被移到两种不同的频率状态之间，从而实现信息的传输。事实上，2ASK的本质与模拟信号的幅度调制相似，只是它是将载波频率信号与二进制信息相乘。通过改变信号的幅度，信息位被传输到载波上。
2ASK的特点是它采用开关形式来调制信号。当数字信号为“1”时，载波信号输出；而“0”则表示载波信号的缺席。由于这种调制方式简洁且能耗低，它通常用于开关键控（OOK）。在这种情况下，载波在传输“1”时才发射能量，而在传输“0”时则没有信号输出，因此它是最节能的调制方法。
尽管ASK调制因其较低的功耗而在许多低功耗系统中广泛应用，但它也面临较大的挑战，尤其是在高噪声环境下。为了确保信号解调的准确性，ASK需要非常高的信噪比。这种调制方法不太适用于卫星通信或数字微波通信等对信号质量要求极高的领域。在光纤通信中，由于其实现简单且易于集成，ASK调制依然得到了广泛的应用。
2. 频移键控（FSK）
频移键控（FSK）是另一种常见的调制方式，它属于角度调制的一种形式。FSK通过改变载波信号的频率来表示数字信号的不同状态。在这种调制方式下，信号的“1”和“0”分别对应不同的频率。例如，可以通过两种不同的频率F1和F2来分别表示数字信号的“1”和“0”。这种变化频率的过程，使得FSK能够有效地传输数字信号。
FSK调制具有较强的抗噪声能力，特别适用于长距离通信。但其带宽需求较大，尤其是在较高频率偏移的情况下，FSK信号的带宽会随着频率偏差的增加而增大。这使得FSK的频带利用率较低。尽管如此，FSK调制在许多无线通信系统中仍然得到了广泛应用，尤其是在要求较高频率和稳定性的场合。
3. 高斯频移键控（GFSK）
高斯频移键控（GFSK）是一种基于FSK调制的改进方法，它通过在调制前对信号进行高斯滤波，限制其频谱宽度，从而提高信号的带宽效率。GFSK的调制过程首先通过高斯低通滤波器对输入信号进行预处理，滤除不必要的高频成分，然后再进行频率调制。与传统的FSK调制不同，GFSK能够有效地减小频谱扩展，控制信号的频谱宽度。
GFSK调制具有较好的频谱特性，能够提供恒定的幅度包络和窄带频谱，因此特别适用于移动通信和其他无线通信系统。为了实现更高效的信号传输，GFSK还可以通过调整高斯滤波器的3dB带宽来优化调制过程。此种调制方式的优势在于其良好的频谱集中性，且可以灵活控制信号的带宽，从而适应不同的通信需求。
GFSK还可以分为两种主要的实现方式：直接调制和正交调制。在直接调制方式下，经过高斯滤波的信号会直接对射频载波进行模拟频率调制。当调制指数为0.5时，GFSK变成了GMSK（高斯最小频移键控）。而在正交调制模式下，信号通过高斯滤波器和相位积分后分成两部分，并通过正交载波进行调制。这种方式可以进一步提升信号的抗干扰能力，并使其适应更复杂的通信环境。
上述四种调制方式各具特点，适用于不同的通信场景。ASK由于实现简单，广泛应用于低功耗通信系统；FSK提供了更强的抗噪声性能，但需要更大的带宽；而GFSK则通过高斯滤波器优化了频谱，适用于高效的无线通信系统。在实际应用中，选择合适的调制方式需要根据系统的带宽需求、噪声环境以及功率限制等因素综合考虑。