图文讲解5G调制，特别通俗易懂！

大家好，今天我们将探讨调制的基本概念及其在通信系统中的应用，特别是以5G技术为例。提到调制，大家可能首先会想到诸如BPSK、QPSK、调幅、调相、QAM以及星座图等术语。调制和解调是通信流程中的关键环节，没有它们，移动通信功能就无法实现。

那么，什么是调制？为何需要调制？5G是如何进行调制的？接下来，我们分步骤解析。

调制的目的是什么呢？让我们通过一个生活中的例子来理解。想象我们每天在出行，选择交通工具取决于行程需求。例如，乘坐不同的交通工具，出行速度有快有慢。类比通信系统，其原理相似，将信息从发送端传输到接收端。我们可以将调制比作为信息寻找交通工具的过程，让信号带着信息安全到达目的地。

在无线信道中，信号以电磁波形式传播。那么，电磁波如何传递信息？我们先通过一个用水果传递信息的例子来说明。假设要传递0和1，苹果代表0，香蕉代表1。接收方收到苹果后，判断为0，收到香蕉则为1。若只能使用苹果，我们约定红苹果代表0，绿苹果代表1，以此类推。在这一过程中，我们通过水果的种类、颜色或大小来传递信息。

类似地，电磁波可以表示为正弦波，包含幅度、相位和频率等特征。我们利用这些特征来传递信息。下面的公式(1)描述了正弦波信号的基本形式。调幅、调频、调相就是通过改变波形的幅度、频率和相位来实现信息编码的过程。

接下来，我们探讨5G调制方式。在3GPP协议中，定义了5G支持的调制方式，包括π/2-BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等。BPSK和QPSK属于相移键控(PSK)类，而QAM则属于正交振幅调制(QAM)类。星座图是一种直观表示调制方式的工具，帮助我们理解不同调制方式之间的差异。

星座图展示了调制信号的幅度和相位可能状态。BPSK使用两种相位表示0和1，π/2-BPSK和QPSK则使用更多相位状态，以分别表示更多比特信息。16QAM、64QAM和256QAM的调制方式分别能够表示4、6和8比特信息。

通过星座图，我们可以直观地看到PSK调制信号的幅度保持不变，而QAM调制信号的幅度和相位都在变化。正是这种信息量的提升，使得信号承载能力增强，传输速率显著提高。

尽管5G调制原理可能看似复杂，但通过星座图和数学原理的结合，我们能够更好地理解这一过程。调制和解调技术从基础到应用，展现了通信技术的精妙之处。在这个过程中，数学起到了核心作用。虽然我们已经具备了通信模型和星座图的工具，但要打造下一代通信系统仍需深入研究和创新。