משתמש:Mattan TAU/FSK

אפנון BFSK: האות המקורי (למעלה), הגל הנושא (באמצע), תוצאת האפנון (למטה)

FSK (ראשי תיבות של: Frequency-shift Keying) הוא היא שיטת אפנון תדר בה מידע דיגיטלי מועבר באמצעות שינויים בדידים בתדירות של גל נושא. שיטה זו נפוצה במערכות תקשורת כגון חובבות רדיו, שירותי שיחה מזוהה ושידורי חירום.

הגרסה הפשוטה והידועה ביותר של FSK היא FSK בינארי (BFSK). BFSK משתמש בזוג תדרים בדידים על מנת לשדר מידע בינארי (0 ו-1 לוגיים). לכל ביט נשדר אות באורך $T_{b}$. עבור 0 נשדר $s_{0}(t)=A_{c}\cos(2\pi f_{0}t)$ (נקראת גם תדירות ה-SPACE) ועבור 1 נשדר $s_{1}(t)=A\cos(2\pi f_{1}t)$ (נקראת גם תדירות ה-MARK), כאשר $A_{c}$ היא משרעת קבועה כלשהי. בעיקרון ניתן לממש כל FSK עם n רמות על ידי n מתנדים בלתי-תלויים, המתחלפים ביניהם בתחילת כל שידור סימן, אולם לא מובטח שאותם מתנדים יהיו בעלי אותו מופע, מה שיוביל לכך שהאות המשודר יהיה לא רציף-מופע, ובתחילת כל סימן עלולה להיווצר קפיצה חדה במשרעת (תופעה אשר עלולה לגרום להפרעות בקליטת באות ואף בערוצים שכנים). בפועל, כיום קיימות מערכות בעלות מתנד יחיד המסוגל להחליף בין רמות בדידות של תדרים בתחילת כל סימן, ובכך לשמור על מופע רציף. קל יחסית לבצע דה-אפנון לקבלת המידע הדיגיטלי המקורי על ידי שימוש במסננים מתואמים.

השימוש הראשון ב-FSK מיוחס למהנדס החשמל הקנדי רג'ינלד פסנדן אשר בשנת 1910 המציא דרך לשדר קוד מורס על ידי שימוש בשני תדירויות (המייצגות קו או נקודה) באורך זמן זהה.

גרסאות נוספות של FSK

FSK גאוסי (GFSK)

במקום לשנות את תדירות האות בתחילת כל סימן, ב-GFSK מחליקים את המעברים בין הרמות הלוגיות (0 ו-1) על ידי קונבולוציה עם מסנן גאוסי (בדיד) (פעולה הנקראת גם עיצוב פולסים), לקבלת טווח רחב יותר של ערכים לוגיים אפשריים, ואז אפנון ע"י שידור גל נושא בתדירות מתאימה לכל ערך לוגי. כלומר, אם ב-BFSK המידע הדיגיטלי אופיין בפולסים שערכם +1 או -1, ב-GFSK המידע הדיגיטלי יעבור החלקה לסדרה $-1,-0.98,-0.93,...,0.93,0.98,1$, ואז יעבור אפנון. שיטה זו מגדילה את תופעת ההפרעה בין סימנים, אך מקטינה את הזליגה מחוץ רצועת התדר בספקטרום האות המשודר. בשיטה זו נעשה שימוש בשלל טכנולוגיות, בין היתר בבלוטות'.

MSK

בשיטת MSK (Minimum-shift keying) ההבדל בין שתי התדירויות שווה למחצית קצב הנתונים. כתוצאה מכך, אינדקס האפנון הוא 0.5. זהו אינדקס האפנון המינימלי עבורו שתי צורות הגל הן אורתוגונליות.

GMSK

GMSK היא שיטת אפנון הכוללת גם GFSK וגם MSK. בשיטה זו נעשה שימוש בתקן התקשורת הסלולרית GSM.

AFSK (Audio FSK)

ב-AFSK נעשה שימוש ב-BFSK אך בתדירויות נמוכות מאוד (בייסבנד). רוב מודמי הטלפון המוקדמים השתמשו בשיטה זו לתקשורת בקצב של עד 1200 ביטים לשנייה. גם חלק מהמיקרו-מחשבים המוקדמים השתמשו בצורה כלשהי של AFSK בשם KCS (Kansas City Standard) לאחסן מידע על קלטות שמע. חלק מהרשויות ההגנה האזרחית בארצות הברית, למשל מנהל האוקיינוסים והאטמוספירה הלאומי, משתמשות עד היום ב-AFSK להעברת הודעות חירום ומזג אוויר.

ראו גם

• ASK
• PSK
• OFDM