สารบัญ
 อภิธานศัพท์(Glossary)
 บทคัดย่อ(ไทย อังกฤษ)
 บทนำ
หลักการพื้นฐานของการ
กล้ำสัญญาณในระบบ
การสื่อสาร
 วิวัฒนาการหลักขอการกล้ำสัญญาณแอนะล๊อก
(Analog Modulation)
 การกล้ำสัญญาณดิจิทัล (Digital modulation)
 การแปรผันของการกล้ำ
แบบหลักมูล (Variations of fundamental modulation)
 การประยุกต์ใช้งาน
 บรรณานุกรม
บทสารานุกรมอื่น ๆ
โทรคมนาคม: นิยามและความหมาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๑ - โทรเลขและโทรศัพท์
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๒ - คลื่นวิทยุและการสื่อสารไร้สาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๓ - การ
สื่อสารด้วยแสงและการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียม
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๔-การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
ประวัติศาสตร์การสื่อสารไทย: ยุคอดีต
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: วิวัฒนาการโทรเลขและโทรพิมพ์
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยกับกิจการโทรคมนาคม
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: ยุคเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
พื้นฐานร่วมเทคโนโลยี
โทรคมนาคมกับการสื่อสาร
มวลชน
พื้นฐานกฎหมายเกี่ยวกับการประกอบกิจการโทรคมนาคม
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้านสื่อสาร
วิทยาการการทดสอบทางโทรคมนาคม

วิทยาการวางแผนและการสร้างแผนที่นำทางเทคโนโลยี
โทรคมนาคม

เศรษฐศาสตร์โทรคมนาคม

โซ่คุณค่าของอุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมนาคม
พื้นฐานดัชนีวรรณกรรมสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารและ
แขนงที่เกี่ยวข้อง
วิวัฒนาการวิทยุโทรศัพท์ โทรศัพท์เคลื่อนที่และมาตรฐานโทรคมนาคมที่เกี่ยวข้อง
สมาคมวิชาการไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ โทรคมนาคมและสารสนเทศกับกิจกรรมวิชาการ
ชมรมไฟฟ้าสื่อสาร สมาคมสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความถี่วิทยุเพื่อการสื่อสาร
การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุเบื้องต้น
รหัสมอร์สเพื่อการสื่อสาร
กล้ำสัญญาณพื้นฐานเพื่อ
การสื่อสาร
พื้นฐานเทคโนโลยีรหัสควบคุมความผิดพลาดสำหรับการ
สื่อสาร
พื้นฐานการแผ่สเปกตรัมสำหรับการสื่อสาร
หลักการของซีดีเอ็มเอ
หลักการเทียบจังหวะสัญญาณโทรคมนาคม
หลักการของปริมาณการใช้งานวงจรสื่อสารและหมายเลขโทรคมนาคม
โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช
พื้นฐานคุณภาพการบริการในเครือข่ายการสื่อสาร
เครือข่ายเฉพาะที่
เทคโนโลยีเอทีเอ็ม 
อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล
เวอร์ชัน ๖
โครงข่ายโทรคมนาคมยุคหน้า
 พื้นฐานสายส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสาร
 วิทยาการโทรศัพท์พื้นฐานและโครงข่าย
 เทคโนโลยีชุมสายโทรศัพท์พื้นฐาน
หลักการของระบบตรวจสอบคู่สายโทรศัพท์พื้นฐาน
พื้นฐานระบบเทเลกซ์
หลักการทำงานเบื้องต้นของเครื่องโทรสาร
เทคโนโลยีสื่อสารผ่านสายความเร็วสูง: ดีเอสแอล
การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
โทรเลขเชิงแสง
พื้นฐานการสื่อสารเชิงแสง
พื้นฐานระบบสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง
พื้นฐานระบบเส้นใยนำแสงสู่บ้าน
ระบบสื่อสัญญาณแสงหลายช่องแบบ DWDM
พื้นฐานสายอากาศวิทยุเพื่อการสื่อสาร
สายอากาศฉลาด
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้
ระบบการระบุด้วยคลื่นวิทยุหรืออาร์เอฟไอดี
วิทยาการเครือข่ายไร้สายแบบไวไฟ
วิทยุสมัครเล่น
วิทยาการเครือข่ายตรวจวัดสัญญาณแบบไร้สาย
อัลตราไวด์แบนด์สำหรับการสื่อสารไร้สาย
ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ๔๗๐ เมกกะเฮิรตซ์
การสื่อสารเหนือพื้นน้ำ
เครือข่ายเคเบิลใต้น้ำและ
การเชื่อมต่อในประเทศไทย
การแพร่ภาพโทรทัศน์พื้นฐาน
การพัฒนาเทคโนโลยี
เครือข่ายโทรทัศน์ไทยทีวีสี ช่อง
เทเลเท็กซ์
การสื่อสารบรอดแบนด์
การสื่อสารบรอดแบนด์ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
พื้นฐานโครงข่ายการสื่อสารร่วมระบบดิจิทัล
เทคโนโลยีเครือข่ายส่วนตัวแบบเสมือน
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อโรงเรียนไทย
เทคโนโลยีการสื่อสารสำหรับระบบควบคุมการจำหน่ายไฟฟ้า
พื้นฐานระบบสื่อสารสำหรับการจ่ายไฟฟ้า
วิทยาการการสื่อสารข้อมูลจราจรผ่านคลื่นวิทยุกระจายเสียงเอฟเอ็ม
พื้นฐานระบบการสื่อสารเพื่อการบริหารทรัพยากรน้ำ
ระบบโทรมาตรเพื่อการ
ชลประทาน
ระบบการสื่อสารเพื่อการเตือนภัยสึนามิ
ระบบการสื่อสารเพื่อการแจ้งภัยและความปลอดภัยทางทะเล
ของโลก
พื้นฐานการสื่อสารกับหอเตือนภัย
เครือข่ายโทรคมนาคมเพื่อโครงการการพัฒนาภูเก็ต
ระบบสื่อสารกองทัพไทย
พื้นฐานการสื่อสารผ่าน
ดาวเทียม
ประวัติและพัฒนาการของดาวเทียมสื่อสาร
วิทยาการดาวเทียมธีออส
ดาวเทียมไทพัฒ
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรประเทศไทย
การรังวัดด้วยดาวเทียมจีพีเอสเพื่อการสำรวจทางการแผนที่
ระบบสำรวจข้อมูลทางสมุทรศาสตร์และสภาพ
แวดล้อมทางทะเลโดยใช้เทคโนโลยีทุ่นลอยสื่อสารผ่านดาวเทียม

   กล้ำสัญญาณพื้นฐานเพื่อการสื่อสาร 
   ( Principle of Modulation for Communications )

   ดิสพล ฉ่ำเฉียวกุล , ปรมินทร์ แสงวงษ์งาม
   และกองบรรณาธิการ
 

  ๑.อภิธานศัพท์ (Glossary)

 
 

  การกล้ำสัญญาณ (Modulation)

         กระบวนการกำเนิดสัญญาณสำหรับส่งผ่านตัวกลาง หรือช่องสัญญาณต่างๆ ในระบบสื่อสารโดยเป็นการเปลี่ยนแปลงค่าลักษณะเฉพาะบางประการ
         เช่น แอมพลิจูด หรือขนาด เฟส และความถี่อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือมากกว่าของสัญญาณพาห์ให้สอดคล้องกับข่าวสารเพื่อนำสัญญาณที่ได้ส่งผ่าน
         ช่องสัญญาณ ที่จะมีความเหมาะสมกันกับสัญญาณกล้ำนี้ สำหรับภาครับสามารถนำข่าวสารกลับคืนมาได้โดยใช้ กระบวนการแยกสัญญาณ
         (Demodulation) สัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณ มีสมบัติเหมาะสมต่อการส่งผ่านตัวกลาง มากกว่าการส่งข่าวสารโดยตรง

  การแยกสัญญาณ (Demodulation)

         กระบวนการกำเนิดข่าวสารจากสัญญาณที่ได้ผ่านกระบวนการกล้ำสัญญาณมาแล้ว มีการนำองค์ประกอบของสัญญาณมาใช้เพื่อกำเนิดข่าวสาร
         ตามรูปแบบการกล้ำสัญญาณที่เลือกใช้งาน

  ข่าวสาร (Message)

        สารสนเทศ หรือข้อมูลที่ผู้ส่งต้องการส่งไปยังผู้รับ เช่น เสียง ภาพ ข้อความ ไฟล์คอมพิวเตอร์ เป็นต้น โดยอาจอยู่ในรูปของสัญญาณแอนะล็อกที่
        สัญญาณมีความต่อเนื่อง (Continuous) เช่น สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนและจากเครื่องอ่านเทปแม่เหล็ก หรือในรูปของสัญญาณดิจิทัลซึ่งนำกลุ่ม
        หรือขบวนของสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง (Discrete) ที่มีค่าจำกัดอยู่ในกลุ่มหนึ่งๆ  มาใช้เพื่อแทนค่า ของข่าวสารนั้นๆ เช่น ข้อมูลซึ่งบันทึกอยู่ในหน่วย
        ความจำของเครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นต้น

  สัญญาณพาห์ (Carrier Signal)

        สัญญาณทางไฟฟ้า ทางแสง หรือทางกล ซึ่งมีสมบัติคงที่และนำมาใช้ในการกล้ำร่วมกับข่าวสาร โดยใช้กระบวนการกล้ำสัญญาณ เพื่อกำเนิด
        สัญญาณสำหรับพาข่าวสารจากต้นทางไปสู่ปลายทางผ่านตัวกลางต่างๆ เช่น อากาศ สายโคแอค และสายโทรศัพท์ เป็นต้น ความถี่ของ
        สัญญาณพาห์เรียกว่า ความถี่พาห์ (Carrier frequency) มักนำสัญญาณลูกคลื่นไซน์ (Sinusoidal wave) มาใช้เป็นสัญญาณพาห์

  สเปกตรัม (Spectrum)

        แถบหรือย่านความถี่ของสัญญาณที่พิจารณาอยู่ว่า ประกอบขึ้นจากความถี่ใดบ้าง และ / หรือมีพลังงาน (Energy) หรือกำลัง(Power) เท่าใด เช่น
        สเปกตรัมของแสงข่าวประกอบด้วยย่านความถี่หรือย่านความยาวคลื่นของแสงสีแดงไปจนถึงแสงสีม่วง เป็นต้น
  ๒.บทคัดย่อ up

         ระบบสื่อสารเป็นระบบการส่งและรับข่าวสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับ ผ่านตัวกลางหรือเรียกว่า ช่องสัญญาณใดๆ เช่น การส่งเสียงผ่านสายโทรศัพท์ การกระจายสัญญาณโทรทัศน์ผ่านอากาศ การส่งข้อมูลดิจิทัลผ่านเส้นใยนำแสง เป็นต้น ข่าวสารประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยที่มีความถี่แตกต่างกันรวมตัวเข้าด้วยกันเรียกว่า แถบสเปกตรัมของข่าวสาร ลักษณะภายในของช่องสัญญาณจะมีผลรบกวนต่อองค์ประกอบความถี่ที่ผ่านเข้ามามากน้อยแตกต่างกัน ดังนั้นเทคโนโลยีการกล้ำสัญญาณ จึงได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับการจัดวาง  และจัดรูปแบบแถบสเปกตรัมของข่าวสารดังกล่าวให้อยู่ในช่วงที่ช่องสัญญาณ
จะส่งผลรบกวนได้น้อย การกล้ำสัญญาณ จึงเป็นกระบวนการกำเนิดสัญญาณผลลัพธ์ ที่มีความเหมาะสม ในการส่งผ่านช่องสัญญาณมากกว่าโดยการใช้สัญญาณพาห์ ข่าวสารที่ต้องการส่งจะกล้ำสัญญาณพาห์ด้วยวิธีการเปลี่ยนแปลงค่าลักษณะเฉพาะบางประการของสัญญาณพาห์ ได้แก่ แอมพลิจูด ความถี่ และเฟส อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือมากกว่าหนึ่ง ให้สอดคล้องกับข่าวสาร ภาครับจะนำสัญญาณที่ได้รับมาถอดเอาข่าวสารกลับโดยผ่านกระบวนการแยกสัญญาณ

 

  Abstract   up

         Modulation is a technique for transmitting a message over a specific signal called carrier wave. A signal waveform of the message called the modulating or baseband signal is encoded into one or more of the characteristics of the carrier signal to produce a modulated signal, whose spectrum are matched to the characteristics of a medium over which it is to be transmitted. The process of modulation guarantees that the modulated signal has a recognizable pattern of variations in the characteristics which the original baseband signal can be recovered from the modulated signal detected at the receiver by the process called demodulation. Generally, its advantages are making of bandwidth utilization and increase performance of the communication systems.


  ๓.บทนำ (Introduction) up

         ระบบสื่อสาร (Communication systems)เป็นระบบสำหรับส่งข่าวสาร (Message) จากภาคส่งไปสู่ภาครับผ่านตัวกลาง (Media) หรือเรียกว่าช่องสัญญาณ (Channel) โดยใช้สัญญาณไฟฟ้า(Electrical waveform) แสง (Light) หรือสัญญาณทางกลเป็นสิ่งแทนข่าวสารดังกล่าวอื่นๆ สัญญาณซึ่งถูกส่งผ่านตัวกลางสามารถเป็นได้ ทั้งสัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูด (Amplitude) หรือขนาดในลักษณะต่อเนื่อง หรือที่เรียกว่าสัญญาณแอนะล็อก(Analog signal) เช่น สัญญาณเสียงจากไมโครโฟน(Microphone) หรือสัญญาณจากเครื่องอ่านเทปแม่เหล็ก เป็นต้น หรือมีการส่งข่าวสารโดยใช้ชุดของรูปแบบสัญญาณจำนวนจำกัดหรือที่เรียกว่าสัญญาณดิจิทัล (Digital signal) เช่น ข้อความหรือรูปภาพซึ่งถูกส่งผ่านเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบจีเอสเอ็มและซีดีเอ็มเอ และการจัดเก็บไฟล์ลงในอุปกรณ์บันทึกข้อมูลของเครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นต้น ข่าวสารดังกล่าวนี้จึงเป็นได้ทั้งเสียง ภาพ วิดีโอ ไฟล์เอกสาร และอื่นๆ อีกมากมายซึ่งอยู่ในรูปแบบสัญญาณแบบใดแบบหนึ่ง ดังนั้นข่าวสารที่แตกต่างกันจึงมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันด้วย ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งที่สำคัญในด้านวิศวกรรมสื่อสาร คือ สเปกตรัมของข่าวสารตัวอย่าง เช่น สัญญาณเสียงมนุษย์มีสเปกตรัม ในช่วงประมาณ ๘๐ เฮิรตซ์(Hz) – ๕
กิโลเฮิรตซ์ (kHz) สัญญาณเสียงดนตรีมีสเปกตรัมแทบทั้งช่วงที่หูมนุษย์สามารถได้ยินคือ ๒๐เฮิรตซ์ – ๒๐ กิโลเฮิรตซ์ เป็นต้น




                                                                           

      รูปที่ ๓.๑ ค่าการลดทอนของเส้นใยนำแสงแบบซิลิกา
สำหรับการสื่อสารเชิงแสง

 

         ตัวกลางหรือช่องสัญญาณสำหรับการส่งข่าวสารมีหลายประเภท เช่น การส่งสัญญาณผ่านทางสายส่ง (Transmission lines) รูปแบบต่างๆ การแพร่สัญญาณทางอากาศ เป็นต้น ตัวอย่างของการส่งสัญญาณทางสาย ได้แก่ การส่งข่าวสารด้วยรหัสมอร์ส (Morse Codes) ใระบบโทรเลข (Telegraphy) การส่งสัญญาณเสียงผ่านระบบโทรศัพท์ (Telephony) การส่งข้อมูลดิจิทัลผ่านเครือข่ายแลน (Local Area Network) เป็นต้น ตัวอย่างของการสื่อสารผ่านอากาศได้แก่ การสื่อสารข้อมูลด้วยแสงอินฟราเรดหรือเทคโนโลยีบลูทูท ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ระบบวิทยุ/โทรทัศน์กระจายเสียง และการสื่อสารผ่านดาวเทียม เป็นต้น ด้วยเหตุที่ตัวกลางสำหรับระบบสื่อสารมีหลายรูปแบบ และแต่ละประเภทก็มีลักษณะเฉพาะทางความถี่แตกต่างกัน ดังนั้นกรณีที่เลือกใช้ตัวกลางหนึ่งๆ แล้ว การส่งสัญญาณในช่วงความถี่ที่ไม่เหมาะสมย่อมส่งผลให้เกิดการลดทอนขึ้นมากเกินไปจนข่าวสารผิดเพี้ยนไปหรือไม่สามารถส่งข่าวสารไปในระยะทางที่ต้องการได้ รูปที่ ๓.๑ แสดงค่าการลดทอนของเส้นใยนำแสงแบบซิลิกาสำหรับการสื่อสารเชิงแสง (Optical communications)     ซึ่งพบว่า ความยาวคลื่น (แปรผกผันกับความถี่) ที่มีค่าลดทอนต่ำที่สุด คือ ๑,๕๕๐ นาโนเมตรมีความเหมาะสมในการใช้ส่งข่าวสารมาก กรณีนี้ หากส่งข่าวสารผ่านช่วงความถี่ของช่องสัญญาณในแถบที่มีการลดทอนสูงมาก ย่อมทำให้การสื่อสารข้อมูลล้มเหลวได้ นอกจากนั้น การส่งสัญญาณโดยมีช่วงความถี่ที่ไม่เหมาะสม อาจเกิดความยุ่งยาก ในการออกแบบและใช้งานอุปกรณ์ ในระบบสื่อสารได้ เช่น สำหรับระบบสื่อสารไร้สาย ขนาดของสายอากาศ (Antenna) ที่ใช้ส่งหรือรับสัญญาณมีความสัมพันธ์ในลักษณะแปรผกผันกับค่าความถี่ที่ใช้งาน โดยทั่วไปสเปกตรัมของข่าวสารที่สื่อสารกันนั้น มักอยู่ในช่วงความถี่ต่ำ อาทิ สัญญาณเสียงมนุษย์ เป็นต้น ดังนั้นการส่งสัญญาณเสียงมนุษย์ผ่านระบบสื่อสารไร้สายโดยตรงจะทำให้ภาคส่งและภาครับจำเป็นต้องใช้สายอากาศที่มีขนาดใหญ่มากคือ ความยาวสายอากาศอยู่ในหลักกิโลเมตรซึ่งใหญ่เกินกว่าจะสามารถสร้างเป็นอุปกรณ์เพื่อนำไปใช้งานจริงได้
         ด้วยเหตุที่สเปกตรัมของข่าวสารมีรูปแบบหนึ่งๆ เฉพาะเจาะจงไปตามประเภทข่าวสาร และช่องสัญญาณที่ใช้งานเองก็มีลักษณะเฉพาะทางความถี่แบบหนึ่งซึ่งช่วงความถี่ที่เหมาะสมในการส่งอาจอยู่คนละช่วงกับสเปกตรัมของข่าวสาร เทคโนโลยีการ กล้ำสัญญาณ (Modulation) [๑] สำหรับการสื่อสารจึงได้รับการคิดค้นและพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองต่อความต้องการดังกล่าว ความหมายโดยสังเขปของการกล้ำสัญญาณคือ การใช้งานสัญญาณลูกคลื่นซึ่งมีสมบัติต่างๆ คงที่ซึ่งเรียกว่าเป็นสัญญาณพาห์ (Carrier signal) เป็นเสมือนพาหนะขนส่งสัญญาณข่าวสารผ่านตัวกลางหนึ่งๆ จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งหรือหลายจุด ในเชิงเทคนิคทางวิศวกรรมสื่อสาร การขนส่งด้วยสัญญาณพาห์ใช้การเปลี่ยนแปลงหรือเรียกทับศัพท์ว่า กล้ำ (modulate) ค่าสมบัติบางประการของสัญญาณพาห์นั้น ได้แก่ แอมพลิจูด เฟส (Phase) และความถี่(Frequency) ให้สอดคล้องกับข่าวสารที่ต้องการส่ง โดยที่ภาครับยังคงสามารถแปลความหมายของข่าวสารกลับคืนมาได้

         เทคนิคหรือแผน (Scheme) การกล้ำที่ได้รับการคิดค้นและพัฒนาขึ้นมีอยู่หลายแบบเช่น การกล้ำแอมพลิจูด(AM)การกล้ำสัญญาณแบบเอฟเอสเค (FSK) เป็นต้น ซึ่งต้องเลือกโดยพิจารณาจากความเหมาะสมกับปัจจัยดังนี้ คุณลักษณะของช่องสัญญาณ เช่น การลดทอน สัญญาณรบกวน แบนด์วิดท์ เป็นต้น ประการต่อมาคือ คุณภาพสัญญาณที่รับได้ของระบบที่ต้องการ และลักษณะของข่าวสารที่ต้องการส่งโดยหลักคือ สเปกตรัมของข่าวสารนั้น    นอกจากนี้ยังต้องเหมาะสมในเชิงวิศวกรรม เช่น ความซับซ้อนของอุปกรณ์ ขนาดของอุปกรณ์ อุปกรณ์ข้างเคียงที่เกี่ยวข้องในระบบสื่อสาร เป็นต้น

     ซึ่งต้องเลือกโดยพิจารณาจากความเหมาะสมกับปัจจัยดังนี้ คุณลักษณะของช่องสัญญาณ เช่น การลดทอนสัญญาณรบกวนแบนด์วิดท์ เป็นต้น ประการต่อมาคือ คุณภาพสัญญาณที่รับได้ของระบบที่ต้องการ และลักษณะของข่าวสารที่ต้องการส่งโดยหลักคือ สเปกตรัมของข่าวสารนั้น นอกจากนี้ยังต้องเหมาะสมในเชิงวิศวกรรม เช่น ความซับซ้อนของอุปกรณ์ ขนาดของอุปกรณ์ อุปกรณ์ข้างเคียงที่เกี่ยวข้องในระบบสื่อสาร เป็นต้น ประโยชน์ของการกล้ำมีหลายประการ ได้แก่ สามารถส่งสัญญาณได้ไกลขึ้น มีความกว้างของช่องสัญญาณ ที่ใช้ในการส่งตรงกับที่ต้องการ สามารถเพิ่มปริมาณ ข่าวสาร
ส่งผ่านตัวกลางได้ด้วยเทคโนโลยีมัลติเพล็ก (Multiplexing Technologies) [๒] เช่น เอฟดีเอ็ม (Frequency Division Modulation: FDM) เป็นต้น ป้องกันการดักข้อมูลหรือลดผลกระทบ จากสัญญาณรบกวนจากแหล่งอื่น ด้วยเทคโนโลยีฟรีเควนซีฮอพพิ้ง(Frequency Hopping) ดังนั้น เทคโนโลยีการกล้ำสัญญาณจึงมีความสำคัญสูงมากในระบบการสื่อสารโดยเป็นองค์ประกอบ  ที่สำคัญของระบบสื่อสาร แทบทั้งสิ้นการกล้ำสัญญาณ เพื่อการสื่อสาร
มีอยู่หลายประเภทและเทคนิคขอบเขตการกล้ำสัญญาณเพื่อการสื่อสารแบบฉบับ (Classical) มีดังต่อไปนี้ อนึ่ง คำศัพท์การกล้ำ มีปรากฎในบริบทอื่นใน
ด้านวิศวกรรมสื่อสารด้วยแต่มิได้ เพื่อการขนส่งข้อมูลด้วยสัญญาณพาห์ ตามความหมายที่ได้อธิบายก่อนหน้านี้ ตัวอย่างเช่น การกล้ำพัลส์ (Pulse modulation)ในบริบทการแปลงข้อมูลจากแอนะล็อกเป็นดิจิทัลสัญญาณพาห์เป็นพัลส์ เช่น พีซีเอ็มเป็นต้น นอกจากนี้ การกล้ำแถบความถี่ฐานเชิงดิจิทัล
(digital baseband modulation) หรือในอีกชื่อคือ การเข้ารหัสสายสัญญาณ (Line coding) เช่น การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์ (Manchester encoding) เป็นต้นซึ่งเป็นการเข้ารหัสสัญญาณ (coding) ที่ใช้ในการสื่อสารช่องสัญญาณแถบความถี่ฐานซึ่งไม่ต้องใช้การกล้ำสัญญาณ
 

  ๔.หลักการพื้นฐานของการกล้ำสัญญาณในระบบการสื่อสาร    up

       พื้นฐานการนำกระบวนการกล้ำสัญญาณมาใช้ในระบบสื่อสารมีลักษณะดังรูปที่ ๔.๑ สำหรับภาคส่ง (Transmitter) เป็นการนำข่าวสารที่ต้องการส่งผ่านช่องสัญญาณซึ่งอยู่ในรูปสัญญาณที่เรียกว่า สัญญาณแถบความถี่ฐาน(Baseband signal) มาผ่านการกล้ำสัญญาณโ ดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า ภาคกล้ำ
สัญญาณ (Modulator) สัญญาณแถบความถี่ฐานดำเนินการกล้ำ (Modulate) กับสัญญาณพาห์ ผลลัพธ์ที่ได้เรียกว่า สัญญาณกล้ำ (Modulated signal) ซึ่งจะมีความถี่เลื่อนจากความถี่ศูนย์ออกไป สัญญาณกล้ำจะได้รับการส่งผ่านช่องสัญญาณ (Channel) โดยอุปกรณ์ส่งเช่น สายอากาศสำหรับกรณีส่งด้วยคลื่นวิทยุ เป็นต้น พิจารณาที่ภาครับ(Receiver) มีการนำสัญญาณที่รับได้มาผ่านการแยกสัญญาณ (Demodulate) ด้วยภาคแยกสัญญาณ (Demodulator)เพื่อแปลงสัญญาณที่รับได้ให้กลายเป็นข่าวสารสำหรับการนำไปใช้งานต่อไป


 

                                                                     
                         
  รูปที่ ๔.๑ พื้นฐานระบบสื่อสาร
 

อุปกรณ์เครือข่ายวิทยุสมัครเล่นเป็นตัวอย่างหนึ่งของระบบสื่อสารที่นำการกล้ำสัญญาณมาใช้เพื่อการส่งสัญญาณเสียง เครื่องวิทยุสมัครเล่นทำหน้าที่แปลงสัญญาณเสียง ของผู้ส่งให้อยู่ในรูปของสัญญาณทางไฟฟ้า ต่อจากนั้นก็มีการนำสัญญาณเสียงกล้ำสัญญาณพาห์เพื่อกำเนิดสัญญาณที่มีช่วงความถี่ตรงกับที่กำหนดไว้ สัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณได้รับการขยายโดยภาคขยายสัญญาณ (Amplifier) และส่งออกไปทางสายอากาศ (Antenna)  ในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วิทยุสมัครเล่น ของผู้รับนำสัญญาณที่รับได้จากสายอากาศมาผ่านการขยายสัญญาณ และแยกสัญญาณตามลำดับเพื่อแปลงสัญญาณกลับมาเป็นสัญญาณเสียงซึ่งจะได้รับการขยายและส่งสัญญาณออกไปทางลำโพง

การกล้ำสัญญาณสามารถแบ่งออกได้หลายแบบหากแบ่งด้วยลักษณะรูปคลื่นสัญญาณของข่าวสารการกล้ำสัญญาณสามารถแบ่งออกได้เป็น ๒ แบบ คือการกล้ำสัญญาณแอนะล็อกและการกล้ำสัญญาณดิจิทัล หากแบ่งด้วยการใช้การตรวจวัด (Detection)เป็นเกณฑ์การกล้ำสัญญาณแบ่งออกป็น ๒ แบบ คือ การกล้ำสัญญาณแบบโคฮีเรนท์ และนอนโคฮีเรนท์เกณฑ์ขอบสัญญาณ (Envelope) ของสัญญาณกล้ำเกิดรูปแบบที่เรียกว่า การกล้ำขอบสัญญาณ ที่ (Constant-envelope modulation)


  ๕.วิวัฒนาการหลักขอการกล้ำสัญญาณแอนะล๊อก (Analog Modulation)
   up

      การกล้ำสัญญาณสำหรับระบบสื่อสารแบบแอนะล็อกหรือคือ สัญญาณแถบความถี่ฐานของข่าวสารเป็นสัญญาณแอนะล็อก การกล้ำแบบนี้ แอมพลิจูด
ของสัญญาณแถบความถี่ฐานกล้ำสัญญาณพาห์โดยการเปลี่ยนแปลงค่าลักษณะเฉพาะ ได้แก่ แอมพลิจูด ความถี่ และเฟสอย่างใดอย่างหนึ่งของสัญญาณพาห์ รูปแบบโดยวิธีการกล้ำสัญญาณแบ่งออกเป็น ๒ กลุ่มได้แก่ การกล้ำแอมพลิจูด (Amplitude modulation: AM) และการกล้ำสัญญาณเชิงมุม(Angle/Exponential modulation) [๓]

        ๕.๑ การกล้ำแอมพลิจูดหรือเอเอ็ม (Amplitude modulation: AM)

        การกล้ำแอมพลิจูดเป็นรูปแบบการกล้ำสัญญาณซึ่งกล้ำหรือเปลี่ยนแปลงค่าแอมพลิจูดของสัญญาณพาห์ ให้มีความสัมพันธ์กับค่าแอมพลิจูดของ
สัญญาณแถบความถี่ฐาน ของข่าวสารดังตัวอย่างในรูปที่ ๕.๑ ซึ่งแสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างข่าวสาร และสัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณ สำหรับ
เครื่องวิทยุสมัครเล่น โดยอิงจากแกนเวลาและความถี่ ทั้งนี้เอเอ็มมีหมวดย่อยๆ แบ่งออกเป็น 3 หมวด คือ การกล้ำแอมพลิจูด แบบแถบความถี่คู่ หรือดีเอสบี-เอเอ็ม (Double-Sideband Amplitude modulation: DSB-AM) แบบแถบความถี่เดี่ยวหรือเอสเอสบี-เอเอ็ม (Single-Sideband Amplitude modulation: SSB) และแบบแถบความถี่เหลือค้างหรือวีเอสบี-เอเอ็ม (Vestigeal-Sideband Amplitude modulation: VSB-AM)
      สำหรับดีเอสบี-เอเอ็ม พิจารณาสัญญาณทางความถี่พบว่า สัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณมีการเลื่อนความถี่ไปอยู่ที่ความถี่พาห์และมีขนาดแบนด์วิดท์เพิ่มเป็นสองเท่า เมื่อเปรียบเทียบกับข่าวสาร ดีเอสบี-เอเอ็ม เป็นรูปแบบการกล้ำสัญญาณที่ง่ายแก่การสร้างอุปกรณ์สำหรับภาคกล้ำสัญญาณและภาคแยกสัญญาณและอุปกรณ์ที่ใช้งานมีราคาถูกดังนั้น การกล้ำสัญญาณชนิดนี้จึงเป็นที่ได้รับความนิยมมาตั้งแต่ในอดีตอย่างไรก็ตาม เนื่องจากสัญญาณที่ได้รับการกล้ำสัญญาณมีขอบสัญญาณไม่คงที่ จึงมีข้อด้อยคือ สัญญาณที่ได้จึงมีกำลังงานไม่คงที่ การกล้ำแอมพลิจูดมักถูกใช้อยู่ในช่วงสัญญาณที่มีความถี่ต่ำ (LF) คือ อยู่ในช่วง ๓๐–๓๐๐ กิโลเฮิรตซ์ หรือสัญญาณที่มีความถี่ปานกลาง(MF) คืออยู่ในช่วง ๓๐๐–๓,๐๐๐ กิโลเฮิรตซ์ เช่น การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงระบบเอเอ็มคลื่นยาว (Longwave AM Radio) ในช่วงความถี่ ๑๕๐–๒๘๐ กิโลเฮิรตซ์ การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงระบบเอเอ็มคลื่นความยาวขนาดกลาง (Mediumwave AM Radio) ในช่วงความถี่ ๕๓๐–๑,๖๑๐ กิโลเฮิรตซ์




                                                                                             

       รูปที่ ๕.๑ การกล้ำแอมพลิจูด
 

        ถึงแม้ว่าดีเอสบี-เอเอ็มมีความเหมาะสมแก่การนำไปใช้งาน แต่ด้วยที่สัญญาณที่กำเนิดขึ้นมาจากกระบวนการกล้ำสัญญาณมีส่วนของสัญญาณพาห์ซึ่งไม่มีความเกี่ยวข้องกับข่าวสาร ดังนั้น จึงทำให้มีการสูญเสียกำลังส่งสัญญาณให้แก่ส่วนที่ไม่ได้นำไปใช้งานการกล้ำสัญญาณประกอบไปด้วยสัญญาณในช่วงแถบความถี่บน(Upper sideband) และช่วงแถบความถี่ล่าง(Lower sideband) โดยที่ทั้งสองช่วงนั้นมีรูปแบบที่สมมาตรซึ่งกันและกัน (Symmetry) ดังนั้นการส่งสัญญาณทั้งสองช่วงพร้อมกัน จึงเป็นการใช้แบนด์วิดท์มากเกินความจำเป็น เพื่อลดข้อจำกัดดังกล่าวจึงได้มีพัฒนารูปแบบการทำงานโดยการใช้ภาคกล้ำและภาคแยกสัญญาณที่มีความซับซ้อนมากขึ้น การกล้ำแอมพลิจูดที่ได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม ได้แก่ การกล้ำแอมพลิจูดแบบแถบความถี่คู่ซึ่งปราศจากสัญญาณพาห์หรือดีเอสบี-เอสซี-เอเอ็ม (Suppressed-Carrier Double-Sideband Amplitude modulation: DSB-SC-AM) เอสเอสบี-เอเอ็ม และวีเอสบี-เอเอ็ม
        สำหรับดีเอสบี-เอสซี-เอเอ็มเป็นการลดกำลังงานสำหรับการส่งสัญญาณด้วยการยกเลิกการส่งสัญญาณพาห์ที่ไม่ได้ใช้งาน ภาคแยกสัญญาณของระบบสื่อสารที่ใช้การกล้ำสัญญาณแบบแถบความถี่คู่ ซึ่งปราศจากสัญญาณพาห์มีความซับซ้อนมากกว่าระบบสื่อสารที่ใช้การกล้ำแอมพลิจูด เป็นรูปแบบการ กล้ำสัญญาณซึ่งเหมาะสมต่อการใช้งานในระบบสื่อสารที่มีรูปแบบการส่งสัญญาณแบบจุดต่อจุด (Point-to-point communications)
        เอสเอสบี-เอเอ็ม เป็นรูปแบบการกล้ำสัญญาณ ซึ่งปรับปรุงการกล้ำสัญญาณแบบแถบความถี่คู่โดยมีการกรอง (Filter) สัญญาณและเลือกเฉพาะสัญญาณในช่วงแถบความถี่บนหรือแถบความถี่ล่างส่งออกไปเท่านั้น ซึ่งส่งผลให้สัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณ มีกำลังงานลดลงและต้องการแบนด์วิดท์สำหรับส่งสัญญาณลดลงเหลือเพียงแค่ครึ่งหนึ่ง




                                           

      รูปที่ ๕.๒ ตัวอย่างการกล้ำสัญญาณแอนะล็อก
(ก) รูปสัญญาณของข่าวสาร (ข) ทางแอมพลิจูดหรือขนาด
(ค) ทางเฟส (ง) ทางความถี่

 

      สำหรับวีเอสบี-เอเอ็ม มีการส่งสัญญาณ ทั้งในส่วนแถบความถี่บนและแถบความถี่ล่างทว่าการส่งสัญญาณ ในแถบความถี่หนึ่งจะมีการส่งเฉพาะสัญญาณบางส่วน (Vestige) การกล้ำสัญญาณประเภทนี้เหมาะสมต่อการส่งสัญญาณแถบความถี่กว้าง(Wideband signal) เช่น ในระบบการแพร่สัญญาณโทรทัศน์เชิงพาณิชย์ (Commercial television broadcasting) และระบบที่ต้องการส่งข่าวสารด้วยอัตราเร็วสูง เป็นต้น
        เอเอ็มมีข้อเด่นคือ ใช้แบนด์วิดท์ต่ำ และง่ายต่อสร้างเพื่อใช้งาน แต่ข้อด้อยคือ ประสิทธิภาพกำลังงานต่ำส่งผลให้ใช้พลังงานสิ้นเปลือง ทนทานต่อการรบกวนจากการแทรกสอด (interference) น้อย เอเอ็มใช้ในงานประยุกต์ต่างๆ เช่น วิทยุสมัครเล่น วิทยุเอเอ็ม การแพร่สัญญาณโทรทัศน์ การสื่อสารแบบจุดต่อจุด เป็นต้น

        ๕.๒ การกล้ำมุม (Angle modulation)

        การกล้ำมุมเป็นการนำเฟส (Phase) หรือความถี่ของสัญญาณพาห์มาใช้ เพื่อการแสดงถึงข่าวสารซึ่งมีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear) สัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณในลักษณะนี้มีขอบสัญญาณคงที่ การกล้ำมุมมีข้อดีก็คือ มีผลกระทบต่อสัญญาณรบกวนน้อยกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้การ
กล้ำสัญญาณแบบเชิงเส้น อย่างไรก็ตาม สัญญาณที่เกิดจากการกล้ำมุมจำเป็นต้องใช้ช่วงความถี่เพื่อการส่งสัญญาณเพิ่มขึ้นการกล้ำมุมมีรูปแบบพื้นฐาน ๒
รูปแบบ ได้แก่ การกล้ำความถี่ (Frequency modulation: FM) และ การกล้ำเฟส (Phase modulation: PM)

        ๕.๒.๑ การกล้ำความถี่ หรือเอฟเอ็ม (Frequency modulation: FM)
       เอฟเอ็มเป็นการกล้ำสัญญาณซึ่งปรับเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณพาห์โดยที่ค่าเบี่ยงเบนของความถี่ (Frequency deviation) ของสัญญาณพาห์ให้เป็นสัดส่วน (proportional) กับแอมพลิจูดของสัญญาณแถบความถี่ฐานของข่าวสารโดยเป็นรูปแบบการกล้ำสัญญาณที่ให้คุณภาพที่ดีกว่าเอเอ็ม และกำลังงานของสัญญาณที่ได้จากการกล้ำสัญญาณมีขอบสัญญาณคงที่ แต่ตัวระบบจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น การประยุกต์ใช้งานเอฟเอ็มมีอยู่ในช่วงแถบความถี่วีเอชเอฟ (Very High Frequency: VHF) คือ อยู่ในช่วง ๓๐–๓๐๐ เมกะเฮิรตซ์ เช่น การแพร่สัญญาณวิทยุกระจายเสียงระบบเอฟเอ็มใช้ความถี่อยู่ในช่วง ๘๘–๑๐๘ เมกะเฮิรตซ์ การใช้เอฟเอ็มในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่แอมปส์ (Advanced mobile phone service: AMPS) นอกจากนั้นยังมีการนำเอฟเอ็มไปใช้ระบบสื่อสารสำหรับข่ายเชื่อมโยงดาวเทียม (Satellite link) อย่างแพร่หลาย [๔]
       ข้อเด่นของเอฟเอ็มคือ ความยืดหยุ่นแบนด์วิดท์ที่ใช้และกำลังงานส่งได้ ขอบสัญญาณคงที่ช่วยให้มีประสิทธิภาพกำลังงาน และสามารถใช้ภาคขยายสัญญาณธรรมดาได้ แต่ข้อด้อยคือ ใช้แบนด์วิดท์มากกว่าเอเอ็ม และความซับซ้อนของอุปกรณ์สูงกว่าเอเอ็ม

        ๕.๒.๒ การกล้ำเฟส (Phase modulation: PM)
        การกล้ำเฟสเป็นการเปลี่ยนแปลงเฟส(Phase) โดยที่ค่าเบี่ยงเบนของเฟส (Phase deviation) ของสัญญาณพาห์ให้เป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของสัญญาณแถบความถี่ฐานของข่าวสาร คุณภาพของสัญญาณ รวมถึงความซับซ้อนของอุปกรณ์ภาคกล้ำ และแยกสัญญาณมีลักษณะใกล้เคียงกับกรณีที่ใช้การกล้ำความถี่โดยที่การกล้ำเฟสนั้นใช้คลื่นพาห์เพียงความถี่เดียว มีการประยุกต์ใช้งานการกล้ำเฟสกับการส่งสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ เพื่อให้สามารถส่งสัญญาณที่มีความถี่อยู่ในช่วง ๓๐๐–๓,๐๐๐ กิโลเฮิรตซ์ได้


  ๖.การกล้ำสัญญาณดิจิทัล (Digital modulation)  
   up

        สัญญาณแอนะล็อกนั้นแม้มีข้อดีเมื่อเทียบกับสัญญาณดิจิทัล เช่น ความละเอียดของข่าวสารครบถ้วน และการประมวลผลทำได้รวดเร็ว เป็นต้น    แต่ก็มีข้อด้อยหลายประการ เช่น สมรรถนะการตรวจวัดสัญญาณ ในการสื่อสารต่ำกว่า กรรมวิธีสัญญาณหลายแบบ ไม่สามารถประยุกต์ใช้งานกับสัญญาณแอนะล็อกได้ เป็นต้น ระบบการสื่อสารยุคใหม่ จึงใช้สัญญาณดิจิทัลสำหรับการสื่อสาร “ในกรณีที่สัญญาณแถบความถี่ฐานของข่าวสาร อยู่ในรูปของสัญญาณดิจิทัล การกล้ำสัญญาณดำเนินการกับข่าวสารทีละกลุ่มที่เรียกว่า สัญลักษณ์ (Symbol)” และรูปแบบการกล้ำที่ใช้เรียกว่า การกล้ำสัญญาณ     ดิจิทัลซึ่งแบ่งออกเป็น การกล้ำสัญญาณแบบเอเอสเค ( Amplitude Shift Keying: ASK )  แบบเอฟเอสเค ( Frequency Shift Keying: FSK ) และแบบ พีเอสเค(Phase Shift Keying : PSK) ทั้งสามวิธีถือเป็นเป็นหลักมูล(fundamental) ของการกล้ำสัญญาณดิจิทัล นอกจากนี้ยังมีการกล้ำในรูปแบบที่ได้ประยุกต์จากรูปแบบหลักมูลดังกล่าวอีก

       ๖.๑ การกล้ำสัญญาณแบบเอเอสเค (Amplitude Shift Keying: ASK)

        การกล้ำสัญญาณแบบเอเอสเคเป็นการกล้ำสัญญาณซึ่งปรับเปลี่ยนแอมพลิจูดของสัญญาณพาห์ ณ แต่ละช่วงเวลาให้สอดคล้องกับข่าวสารดิจิทัล   มีการแบ่งแอมพลิจูดของสัญญาณพาห์ออกเป็นจำนวน M ระดับตั้งแต่กรณีที่ไม่มีการส่งสัญญาณจนถึงการส่งสัญญาณด้วยค่าสูงสุด กล่าวคือ มีสัญญาณหรือสัญลักษณ์กล้ำทั้งสิ้น M สัญลักษณ์ การส่งสัญญาณลูกคลื่นที่มีแอมพลิจูดต่างๆ จะแสดงถึงรูปแบบของข่าวสารในลักษณะที่แตกต่างกัน ปริมาณบิตข่าวสารที่สามารถส่งไปผ่านลูกคลื่นสัญญาณแต่ละครั้งมีค่าเป็น log2(M) บิต ในกรณีที่มีการส่งสัญญาณแบบไบนารี่ (หรือเลขฐานสอง) โดยที่สัญญาณพาห์ในแต่ละห้วงเวลาแทนบิตข่าวสารพียงหนึ่งบิตหรือกล่าวว่าหนึ่งสัญลักษณ์แทนหนึ่งบิตข่าวสารนั่นเองนอกจากนี้มีการแบ่งแอมพลิจูดของสัญญาณพาห์ออกเป็นสองช่วงคือกรณีที่มีและไม่มีการส่งสัญญาณ รูปแบบการกล้ำสัญญาณในกรณีนี้ถูกเรียกว่าเป็นการกล้ำสัญญาณแบบโอโอเค (On-Off Keying: OOK)อุปกรณ์สำหรับภาคกล้ำและแยกสัญญาณแบบเอเอสเคมีราคาที่ไม่แพงมากหากเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ สำหรับการกล้ำสัญญาณดิจิทัลรูปแบบอื่นๆ
 มักมีการนำไปใช้ในการส่งข้อมูลดิจิทัลผ่านสายเส้นใยนำแสง (Optical fiber)

       ๖.๒ การกล้ำสัญญาณแบบเอฟเอสเค (Frequency Shift Keying: FSK)

        การกล้ำสัญญาณแบบเอฟเอสเคเป็นการกล้ำสัญญาณแบบดิจิทัลซึ่งนำความถี่ของสัญญาณพาห์มาใช้เ พื่อแสดงถึงข่าวสารดิจิทัล พื้นฐานการ   กล้ำสัญญาณแบ่งออกได้เป็นสองประเภทย่อย คือ แบบเอฟเอสเค (Frequency Shift Keying: FSK) และแบบเอฟเอสเคที่มีเฟสคงที่ (Continuous-phase Frequency Shift Keying) จำนวนความถี่สำหรับส่งสัญญาณมีผลต่อจำนวนบิตที่สามารถส่งไปได้ในแต่ละลูกคลื่นสัญญาณในลักษณะเดียวกับการกล้ำสัญญาณแบบเอเอสเค ในกรณีที่ใช้ความถี่เพียงแค่สองค่าการส่งสัญญาณ ในแต่ละสัญลักษณ์จะแสดงถึงข่าวสารจำนวนหนึ่งบิต และมีการเรียกว่าเป็นการกล้ำสัญญาณแบบไบนารี่เอฟเอสเค (Binary Phase Shift Keying: BFSK)

        ๖.๓ การกล้ำสัญญาณแบบเอฟเอสเค (Frequency Shift Keying: FSK)

   การกล้ำสัญญาณแบบพีเอสเค เป็นการส่งสัญญาณพาห์ด้วยการปรับเฟสของสัญญาณพาห์ ให้เปลี่ยนไปตามข้อมูลดิจิทัล มีการแบ่งเฟสของสัญญาณพาห์ออกเป็น M ระดับโดยแต่ละระดับแสดงถึงบิตข่าวสารจำนวน log2(M) บิต ในกรณีที่มี M มีค่าเป็นสองมักเรียกการกล้ำสัญญาณว่าเป็นการ กล้ำสัญญาณแบบพีอาร์เค (Phase-Reversal Keying: PRK) หรือ แบบบีพีเอสเค(Binary Phase Shift Keying: BPSK)

        ๖.๔ การกล้ำสัญญาณแบบคิวเอเอ็ม (QAM: Quadrature Amplitude Modulation)

        การกล้ำสัญญาณชนิดใช้ลักษณะเฉพาะทั้งเฟสและแอมพลิจูด (Phase and amplitude modulation) การกล้ำชนิดนี้สามารถแบ่งได้ทั้งแอมพลิจูดและเฟสของสัญญาณพาห์ทำให้มีความหลากหลายกว่าใช้เพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง ส่งผลให้ใช้สเปกตรัมของช่องสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีข้อด้อย คือ ใช้กำลังงานไม่มีประสิทธิภาพ

  ๗.การแปรผันของการกล้ำแบบหลักมูล (Variations of fundamental modulation)   up

        การกล้ำสัญญาณดังที่ได้บรรยายมาแล้วนั้นถือเป็นการกล้ำสัญญาณหลักมูลหรือพื้นฐานที่ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงแรก ต่อจากนั้นด้วยแรงขับดันต่างๆ ทั้ง ความต้องการเชิงพาณิชย์ ความตั้งใจในการวิจัย และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ งานการประยุกต์ใหม่ที่หลากหลายขึ้น เป็นต้น เกิดการกล้ำที่ได้รับ
การพัฒนาขึ้นจากการกล้ำสัญญาณพื้นฐานเดิมดังหัวข้อต่อไปนี้

        ๗.๑ การกล้ำแบบนอนโคฮีเรนท์ (Noncoherent modulation)

        โดยทั่วไป การกล้ำและการแยกสัญญาณที่ใช้กันคือ โคฮีเรนท์ (coherent) กล่าวคือ ภาครับสามารถทราบค่าเฟสที่แน่นอนของสัญญาณพาห์ที่ส่งมาได้โดยใช้วิธีที่เรียกว่า การหาค่าหรือประมาณช่องสัญญาณ (Channel estimation) เช่น การใช้สัญญาณนำร่อง (Pilot sequence) ก่อนการส่งข่าวสารเพื่อใช้ขั้นตอนวิธีทางกรรมวิธีการสัญญาณ (Signal processing) ประมาณค่าเฟสของช่องสัญญาณ เป็นต้น อันจะทำให้การส่งข้อมูลเป็นแบบเข้าจังหวะ(Synchronization) กันนั่นเอง ซึ่งข้อด้อยคือ อุปกรณ์การแยกสัญญาณมีความซับซ้อนสูง และเป็นการใช้ความถี่ได้ไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากต้องส่งสัญญาณนำร่องที่ไม่ใช่ข่าวสารจากข้อด้อยดังกล่าวทำให้มีการพัฒนาการกล้ำแบบนอนโคฮีเรนท์ขึ้นโดยยอมแลกกับประสิทธิภาพของการแยกข้อมูล กลับที่ด้อยลงกว่าแบบโคฮีเรนท์
        การกล้ำแบบนอนโคฮีเรนท์หมายถึงกระบวนการกล้ำและการแยกสัญญาณที่ไม่ต้องใช้ค่าเฟสโดยรูปแบบนี้เหมาะสมกรณีที่ช่องสัญญาณมีสัญญาณรบกวนต่ำ สำหรับการกล้ำแบบอะนาล็อก แทบจะไม่มีความแตกต่างในการดำเนินการ สิ่งที่แตกต่างมีเพียงวิธีการแยกสัญญาณที่ภาครับเป็นแบบที่เรียกว่า การตรวจวัดแบบนอนโคฮีเรนท์ (Noncoherent detection) ซึ่งปราศจากการประมาณเฟสสัญญาณ แต่สำหรับกรณีการกล้ำแบบดิจิทัลมีความแตกต่างมากคือ รูปแบบการดำเนินการเฉพาะของการกล้ำที่ภาคส่งด้วย ทำให้ชื่อที่ใช้เรียกมีความแตกต่างออกไป รายการของชื่อชนิดของการกล้ำสัญญาณดิจิทัลมีความคล้ายคลึงกับแบบโคฮีเรนท์ในส่วนของพีเอสเคและคิวเอสเคโดยเพิ่มคำขึ้นมาหนึ่งคำคือ “ดิฟเฟอเรนเชียล” ซึ่งหมายถึง การกล้ำสัญญาณข่าวสาร ใดข่าวสารหนึ่งใช้ผลต่างของตัวเองและข่าวสารอื่นก่อนหน้า ส่งผลให้การแยกสัญญาณแบบนี้ใช้ค่าเฟสอ้างอิงจากสัญญาณข่าวสารข้างเคียงนั้น ตัวอย่างเช่น การกล้ำที่เข้าคู่กับพีเอสเค คือ ดิฟเฟอเรนเชียลพีเอสเคหรือดีพีเอสเค (Differential PSK, DPSK) การกล้ำดิฟเฟอเรนเชียลนี้ที่มีการใช้งาน เช่น /4 OQPSK เป็นต้น
        สำหรับขั้นตอนการกล้ำสัญญาณดิจิทัลแบบนอนโคฮีเรนท์ ณ ภาคส่ง เลือกแผนการกล้ำก่อน เช่น เลือก ดีพีเอสเค เป็นต้น ต่อไป ดำเนินการกล้ำสัญญาณ สัญลักษณ์หนึ่งได้รับการส่งออกเป็นเป็นสัญลักษณ์อ้างอิง (Reference symbol) สำหรับกลุ่มข่าวสารกลุ่มแรก จากนั้นสัญลักษณ์ข่าวสารแต่ละสัญลักษณ์จะได้รับการกล้ำโดยใช้เฟสที่เป็นลัพธ์จากผลต่างระหว่างเฟสของสัญลักษณ์ของกลุ่มข้อมูลกับสัญลักษณ์ก่อนหน้าในส่วนของกระบวนการแยก
สัญญาณ ณ ภาครับ เครื่องแยกสัญญาณจะใช้สัญลักษณ์ก่อนหน้าเป็นสัญลักษณ์อ้างอิงในการแยกสัญญาณกล่าวคือ สัญลักษณ์ก่อนหน้าเปรียบเสมือนข้อมูลเฟสของสัญญาณนั่นเองทำให้ไม่ต้องมีการประมาณค่าเฟสของสัญญาณพาห์

        ๗.๒ การกล้ำทางเฟสต่อเนื่อง (Continuous phase modulation)

        เทคนิดนี้ต้องการให้การปลี่ยนแปลงของเฟสระหว่างสัญลักษณ์ติดกันมีความราบเรียบกว่าการกล้ำทางเฟสธรรมดาที่มีเฟสต่างกันได้มาก เช่น กรณีคิวพีเอสเค ผลต่างเฟสมีได้ตั้งแต่ ๙๐ องศาและ ๑๘๐ องศา ผลของการที่เฟสมีความต่อเนื่องคือ ประสิทธิภาพสปกตรัมสูงขึ้น นอกจากนี้ การออกแบบให้ขอบสัญญาณกล้ำมีค่าคงที่ ทำให้การกล้ำชนิดนี้อยู่ในหมวดการกล้ำขอบสัญญาณคงที่อันมีข้อเด่นคือ ประสิทธิภาพกำลังงานสูง และสามารถใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณทั่วไปที่มีราคาไม่แพงได้ ตัวอย่างการกล้ำชนิดนี้ เช่น จีเอ็มเอสเค (Gaussian Minimum Shift Keying) ซึ่งใช้ในระบบการสื่อสารโทรศัพท์เคลื่อนที่จีเอสเอ็ม เป็นต้น


  ๘.
การประยุกต์ใช้งาน  up

        การประยุกต์ใช้งานการกล้ำชนิดต่างๆ ในด้านการสื่อสารมีอยู่ในทุกๆ รูปแบบการสื่อสารทั้งทางบก ทางน้ำ ทางอากาศ และอวกาศ ตัวอย่างเช่น  การสื่อสารโทรศัพท์เคลื่อนที่ การสื่อสารเชิงแสง การกระจายเสียงและแพร่สัญญาณโทรทัศน์ การสื่อสารดาวเทียม การสื่อสารระหว่างยานอวกาศและสถานีฐานที่โลก เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เช่น แลน แลนไร้สาย เป็นต้น การประยุกต์ใช้งานรูปแบบการกล้ำต่างๆ ปรากฎอยู่ในตารางที่ ๘.๑

                                               ตารางที่ ๘.๑ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานรูปแบบการกล้ำต่างๆ

การประยุกต์

รูปแบบการกล้ำ

การสื่อสารทางน้ำ:

 

- โซนาร์

ASK, QPSK

การสื่อสารโทรศัพท์เคลื่อนที่:

 

- จีเอสเอ็ม

MSK GMSK

- IS-95 (ซีดีเอ็มเอ)

QPSK, p/4 OQPSK

- แอมปส์

FSK, GFSK

อุปกรณ์ไร้สาย

 

- บลูทูธ

GFSK

การแพร่สัญญาณวิทยุกระจายเสียงและสัญญาณโทรทัศน์

 

 

- วิทยุเอเอ็ม

AM

- วิทยุเอฟเอ็ม

FM

- ทีวีดิจิทัลแถบอเมริกาเหนือ (ATV)

8VSB 16 VSB

เครือข่ายคอมพิวเตอร์

 

- โมเด็ม

16, 64, 256QAM

- เคเบิลโมเด็ม

BPSK, QPSK, p/4 OQPSK

การสื่อสารสำหรับอากาศยาน

8PSK

การสื่อสารดาวเทียม:

 

- ดีวีบี-เอส

QPSK, p/4 OQPSK

การสื่อสารอวกาศ:

 

การวัดและส่งข้อมูลทางไกลอวกาศลึก (Deep space telemetry)

BPSK


  .
รรณานุกรม  up

[๑] A. Bruce. Carlson. Communication Systems. 3rd ed. Singapore: McGraw-Hill, 1986.

[๒] R. Meyers. Encyclopedia of Telecommunications. California: Academic Press, 1989.

[๓] S. Haykin. Communication Systems. 3rd ed. United States of America:John Wiley & Sons, 1994.