Frequenzumtastung (englisch Frequency Shift Keying, FSK) ist ein digitales Modulationsverfahren: Die Frequenz einer Trägerwelle wird zwischen zwei oder mehr festen Werten umgeschaltet, um Bits zu übertragen. Sie ist die digitale Entsprechung der analogen Frequenzmodulation (FM) und wie diese relativ unempfindlich gegen Störungen.
So funktioniert FSK
Bei der binären FSK (2-FSK) stehen zwei Sendefrequenzen f1 und f2 für 0 und 1 – hier ist die Bitrate gleich der Symbolrate. Bei der M-FSK werden mehrere Frequenzen genutzt: 4-FSK verwendet vier Töne und überträgt damit zwei Bits pro Symbol. Der Abstand zwischen den Frequenzen heißt Frequenzhub.
Anwendungen
- Bluetooth: Die Funkverbindung moduliert mit GFSK (Gaussian FSK), einer Variante mit vorgeschaltetem Gauß-Filter, das Bandbreite spart.
- Mobilfunk: GSM nutzt GMSK, eine ebenfalls gaußgefilterte FSK-Variante.
- Mess- und Regeltechnik: Das HART-Protokoll überträgt digitale Daten per FSK auf analogen 4-20-mA-Leitungen.
- Fax und Telefonmodem: Die ITU-Standards V.21/V.23 modulieren mit FSK auf Tonfrequenzen.
- Funkschalter und Telemetrie: Viele einfache Funkübertragungen (Fernbedienungen, Sensoren) setzen auf FSK wegen der Störfestigkeit.
Varianten
Neben GFSK/GMSK gibt es AFSK (Audio-FSK, doppelte Modulation über einen Ton-Träger) und CPFSK mit kontinuierlichem Phasenverlauf. Gegenüber der Amplitudenumtastung (ASK) ist FSK deutlich robuster, benötigt aber mehr Bandbreite; die Phasenumtastung (PSK) nutzt die Bandbreite dafür effizienter.
Verwandte Grundlagen: Frequenzmodulation, Bluetooth, Bandbreite.