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与早期的模拟频率调制技术相比，数字调制技术有显优越性是，第一，数字技术可利用纠错编码技术来提高数据的传输可靠性；第二，它能够对在频域（多普勒扩展)和时域（多途)上的信道畸变（信道混响）进行一定的补偿，使系统得到了很好的改善。28091
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频移键控(FSK)调制方式，是一种能量检测的非相干算法，对于信道的频率和时间扩展具有很好的可靠性。但频带利用效率不高，基于水声信道的带宽有限，功率有效性等现实，FSK不适应于高速率应用。论文网
针对性能限制问题，不同的信道应采用不同的调制方式。虽然有功率受限的水声信道，但大多是带宽受限。因此，现代研究中，带宽利用效率高的高速相干通信技术是热点。随着信号处理技术的不断提高，各种新技术都被应用于水声通信的调制和信号处理中，比如 间调制、自适应均衡、盲均衡、分集接收等技术。相位相干调制数据率高，有效地改善通信性能。
日本研制的水下机器人通信的水声系统采用了16-QAM技术，在60米范围内实现传输速率为500kbps的与水下平台的通信。
美国东北大学采用MPSK调制方式，实现了2kbps的上百千米的通信系统。美国麻省理工采用时分多址（TDMA）接入协议和自同步技术，构建了水声通信系统AquaNodes，在海水试验中，当节点采用30kHz的FSK声学调制解调模式时，节点间通信速率能够达到330kps，传播距离可达400米以上。
在中国，中科院以BPSK调制方式实现了水下11千米的语音通信；哈尔滨工业大学提出了Pattern时延差编码通信体制以及矢量通信技术；厦门大学实现了水下图像和视频传输