FSK:频移键控

更新时间:2022-12-28

什么是FSK?

FSK英文全称是Frequency-shift keying。中文意是:频移键控。FSK是一种使用离散信号传输数字信号的方法。二进制频移键机制中的两种二进制状态(逻辑0(低)和1(高))分别由模拟波形表示。

逻辑0由特定频率的波表示,逻辑1由不同频率的波表示。逻辑0和逻辑1之间的距离称为偏差点或移位点。调制解调器将二进制数据从计算机转换为FSK,以便通过电话线,电缆,光纤或无线介质进行传输。调制解调器还将传入的FSK信号转换为数字低电平和高电平状态,计算机可以从二进制角度理解这些状态。

在节点之间传输数据时,数字状态之间的距离决定了在特定时间长度内可以传输多少数据。将逻辑0和逻辑1状态放置得太远会导致吞吐速率变慢。但是,如果频率变化太近,则会产生所谓的符号间干扰(ISI)-这种情况可能导致连接的接收端出错。因此,为了获得最大吞吐量并防止ISI,信号应尽可能靠近。
FSK信号

频移键控信号转换为数字高低状态的示例。
FSK还可以使用两个以上的二进制离散频率工作。这些被称为多频移键控(MFSK)。MFSK使用M元正交调制技术,可以同时传输两个或多个位。

FSK的历史

频移键控有着相对较长的历史。它最初是在1900年代中期发明用于机械电传打印机的。这些机器的标准速度是45波特,相当于每秒约45比特。当PC变得普遍并且网络出现时,这种信号速度在这些吞吐率下是乏味的。大型文本文档和程序的传输需要数小时才能完成。在1970年代,工程师开始开发以更快速度运行的调制解调器,并且对更大带宽的追求仍在继续。早期的计算机调制解调器使用FSK,直到达到1,200波特率。此外,第二代蜂窝技术将FSK用于呼叫信令目的。但是,一旦带宽要求达到一定速率,FSK就被认为是低效的。因此,通常使用其他数字调制机制来代替FSK。
FSK还为其他数字传输创新做出了贡献,导致了几种频谱调制变体,包括:
  • 最小移位键控,用于将数字信号转换为模拟信号。
  • 高斯最小移位键控,这是一种恒定包络类型的调制。
  • 音频频移键控,这是一种表示数字数据的调制技术。
  • 连续相位移频键控,这是模拟频率调制的一种连续形式。

FSK有哪些应用?

尽管有带宽限制,但FSK今天仍然用于低带宽应用需要高可靠性传输的某些情况。FSK或紧密变体的常见用例包括:
  • 寻呼通信系统;
  • 来电识别;和
  • 公用事业计量。

FSK被什么取代?

对于需要更高吞吐速率的应用和用例,FSK已在很大程度上被其他数字调制技术所取代,例如:
幅度偏移键控(ASK),它使用幅度偏移来对应于位值。
相移键控(PSK),将位值描述为角度调制的变化。
正交幅度调制,是ASK和PSK的组合,旨在处理更高的数据传输速率。

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