什么是FSK?
FSK英文全稱是Frequency-shift keying。中文意是:頻移鍵控。FSK是一種使用離散信號(hào)傳輸數(shù)字信號(hào)的方法。二進(jìn)制頻移鍵機(jī)制中的兩種二進(jìn)制狀態(tài)(邏輯0(低)和1(高))分別由模擬波形表示。
邏輯0由特定頻率的波表示,邏輯1由不同頻率的波表示。邏輯0和邏輯1之間的距離稱為偏差點(diǎn)或移位點(diǎn)。調(diào)制解調(diào)器將二進(jìn)制數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換為FSK,以便通過電話線,電纜,光纖或無線介質(zhì)進(jìn)行傳輸。調(diào)制解調(diào)器還將傳入的FSK信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字低電平和高電平狀態(tài),計(jì)算機(jī)可以從二進(jìn)制角度理解這些狀態(tài)。
在節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)字狀態(tài)之間的距離決定了在特定時(shí)間長度內(nèi)可以傳輸多少數(shù)據(jù)。將邏輯0和邏輯1狀態(tài)放置得太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致吞吐速率變慢。但是,如果頻率變化太近,則會(huì)產(chǎn)生所謂的符號(hào)間干擾(ISI)-這種情況可能導(dǎo)致連接的接收端出錯(cuò)。因此,為了獲得最大吞吐量并防止ISI,信號(hào)應(yīng)盡可能靠近。
頻移鍵控信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字高低狀態(tài)的示例。
FSK還可以使用兩個(gè)以上的二進(jìn)制離散頻率工作。這些被稱為多頻移鍵控(MFSK)。MFSK使用M元正交調(diào)制技術(shù),可以同時(shí)傳輸兩個(gè)或多個(gè)位。
FSK的歷史
頻移鍵控有著相對(duì)較長的歷史。它最初是在1900年代中期發(fā)明用于機(jī)械電傳打印機(jī)的。這些機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)速度是45波特,相當(dāng)于每秒約45比特。當(dāng)PC變得普遍并且網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)時(shí),這種信號(hào)速度在這些吞吐率下是乏味的。大型文本文檔和程序的傳輸需要數(shù)小時(shí)才能完成。在1970年代,工程師開始開發(fā)以更快速度運(yùn)行的調(diào)制解調(diào)器,并且對(duì)更大帶寬的追求仍在繼續(xù)。早期的計(jì)算機(jī)調(diào)制解調(diào)器使用FSK,直到達(dá)到1,200波特率。此外,第二代蜂窩技術(shù)將FSK用于呼叫信令目的。但是,一旦帶寬要求達(dá)到一定速率,F(xiàn)SK就被認(rèn)為是低效的。因此,通常使用其他數(shù)字調(diào)制機(jī)制來代替FSK。
FSK還為其他數(shù)字傳輸創(chuàng)新做出了貢獻(xiàn),導(dǎo)致了幾種頻譜調(diào)制變體,包括:
最小移位鍵控,用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
高斯最小移位鍵控,這是一種恒定包絡(luò)類型的調(diào)制。
音頻頻移鍵控,這是一種表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制技術(shù)。
連續(xù)相位移頻鍵控,這是模擬頻率調(diào)制的一種連續(xù)形式。
FSK有哪些應(yīng)用?
盡管有帶寬限制,但FSK今天仍然用于低帶寬應(yīng)用需要高可靠性傳輸?shù)哪承┣闆r。FSK或緊密變體的常見用例包括:
尋呼通信系統(tǒng);
來電識(shí)別;和
公用事業(yè)計(jì)量。
FSK被什么取代?
對(duì)于需要更高吞吐速率的應(yīng)用和用例,F(xiàn)SK已在很大程度上被其他數(shù)字調(diào)制技術(shù)所取代,例如:
幅度偏移鍵控(ASK),它使用幅度偏移來對(duì)應(yīng)于位值。
相移鍵控(PSK),將位值描述為角度調(diào)制的變化。
正交幅度調(diào)制,是ASK和PSK的組合,旨在處理更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。