การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่ ( FSK ) เป็น รูปแบบ การปรับความถี่ที่ข้อมูลดิจิทัลถูกเข้ารหัสบนสัญญาณพาหะโดยการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณพาหะเป็นระยะๆ ระหว่างความถี่ที่ไม่ต่อเนื่องหลายความถี่^{[ 1 ]} เทคโนโลยีนี้ใช้สำหรับระบบสื่อสาร เช่นระบบโทรมาตรระบบตรวจวัดสภาพอากาศด้วย บอลลูน ระบบแสดงหมายเลขผู้โทรระบบเปิดประตูโรงรถและการส่งสัญญาณวิทยุความถี่ต่ำใน ย่าน VLFและELF FSK ที่ง่ายที่สุดคือFSK แบบไบนารี ( BFSKซึ่งมักเรียกกันว่า2FSKหรือ2-FSK ) ซึ่งสัญญาณพาหะจะถูกเปลี่ยนระหว่างความถี่ที่ไม่ต่อเนื่องสองความถี่เพื่อส่งข้อมูลไบนารี (0 และ 1) ^{[ 2 ]}

มีการใช้งานโมเด็ม FSK อ้างอิงและมีเอกสารรายละเอียด^{[ 3 ]}การถอดรหัสสัญญาณ FSK แบบไบนารีสามารถทำได้โดยใช้อัลกอริทึม Goertzelได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก แม้กระทั่งบนไมโครคอนโทรลเลอร์พลังงานต่ำ^{[ 4 ]}

โดยหลักการแล้ว FSK สามารถใช้งานได้โดยการใช้ออสซิลเลเตอร์แบบอิสระที่ทำงานแยกจากกันอย่างสมบูรณ์ และสลับการทำงานระหว่างออสซิลเลเตอร์เหล่านั้นในช่วงเริ่มต้นของแต่ละคาบสัญลักษณ์ โดยทั่วไปแล้ว ออสซิลเลเตอร์อิสระเหล่านี้จะไม่อยู่ในเฟสเดียวกัน และด้วยเหตุนี้จึงไม่มีแอมพลิจูดเดียวกันในขณะที่สลับการทำงาน ทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องอย่างกะทันหันในสัญญาณที่ส่ง

ในทางปฏิบัติ เครื่องส่งสัญญาณ FSK จำนวนมากใช้ออสซิลเลเตอร์เพียงตัวเดียว และกระบวนการสลับไปยังความถี่อื่นในช่วงเริ่มต้นของแต่ละคาบสัญลักษณ์จะรักษาเฟสไว้ การกำจัดความไม่ต่อเนื่องของเฟส (และด้วยเหตุนี้จึงกำจัดความเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของแอมพลิจูด) จะช่วยลด กำลัง ของแถบข้างเคียง ซึ่งจะช่วยลดการรบกวนกับช่องสัญญาณข้างเคียง

แทนที่จะปรับความถี่โดยตรงด้วยสัญลักษณ์ข้อมูลดิจิทัล โดยเปลี่ยนความถี่ "ทันที" ในช่วงเริ่มต้นของแต่ละช่วงเวลาสัญลักษณ์การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่แบบเกาส์เซียน ( GFSK ) จะกรองพัลส์ข้อมูลด้วยตัวกรองเกาส์เซียนเพื่อให้การเปลี่ยนผ่านราบรื่นยิ่งขึ้น ตัวกรองนี้มีข้อดีคือช่วยลด กำลังของ แถบข้างลดการรบกวนกับช่องสัญญาณข้างเคียง แต่แลกมาด้วยการเพิ่มการรบกวนระหว่างสัญลักษณ์มีการใช้ในImproved Layer 2 Protocol , DECT , Bluetooth , ^{[ 5 ]} Cypress WirelessUSB , Nordic Semiconductor , ^{[ 6 ]} Texas Instruments , ^{[ 7 ]} อุปกรณ์ IEEE 802.15.4 , Z-WaveและWavenisรวมถึงโหมด ดิจิทัล FT8 ยอดนิยม ที่ใช้ในวิทยุสมัครเล่นซึ่งใช้งานโดย ซอฟต์แวร์ WSJT-XและPSK Reporterสำหรับอัตราข้อมูลพื้นฐานของ Bluetoothค่าเบี่ยงเบนขั้นต่ำคือ 115 kHz

ตัวปรับสัญญาณ GFSK แตกต่างจากตัวปรับสัญญาณแบบเปลี่ยนความถี่ธรรมดาตรงที่ ก่อนที่ รูปคลื่นเบส แบนด์ (ที่มีระดับ −1 และ +1) จะเข้าสู่ตัวปรับสัญญาณ FSK นั้น รูปคลื่นจะผ่านตัวกรองแบบเกาส์เซียนก่อน เพื่อทำให้การเปลี่ยนผ่านราบรื่นขึ้นและจำกัดความกว้างของสเปกตรัม การกรองแบบเกาส์เซียนเป็นวิธีการมาตรฐานในการลดความกว้างของสเปกตรัม ซึ่ง ในแอปพลิเคชันนี้ เรียกว่าการปรับรูปพัลส์

ใน FSK ทั่วไปที่ไม่มีการกรอง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงจาก −1 เป็น +1 หรือ +1 เป็น −1 รูปคลื่นที่ถูกมอดูเลตจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้เกิดสเปกตรัมนอกแบนด์ขนาดใหญ่ หากเปลี่ยนพัลส์จาก −1 เป็น +1 เป็น −1, −0.98, −0.93, ..., +0.93, +0.98, +1 และใช้พัลส์ที่ราบเรียบกว่านี้ในการกำหนดความถี่พาหะสเปกตรัมนอกแบนด์จะลดลง^{[ 8 ]}

การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่ต่ำสุด (Minimum Frequency-Shift Keying หรือ MSK) เป็นรูปแบบเฉพาะของการเข้ารหัสแบบ FSK ที่มีประสิทธิภาพทางสเปกตรัมสูง ใน MSK ความแตกต่างระหว่างความถี่สูงและต่ำจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของอัตราบิต ดังนั้น รูปคลื่นที่แสดงบิต 0 และ 1 จะแตกต่างกันเพียงครึ่งหนึ่งของคาบคลื่นพาหะค่าเบี่ยงเบนความถี่ สูงสุด คือ δ = 0.25  f _mโดยที่f _mคือความถี่การมอดูเลตสูงสุด ผลที่ได้คือ ดัชนีการมอดูเลตmคือ 0.5 ซึ่งเป็นดัชนีการมอดูเลต FSK ที่เล็กที่สุด ที่สามารถเลือกได้เพื่อให้รูปคลื่นสำหรับ 0 และ 1 ตั้งฉากกัน

รูปแบบหนึ่งของ MSK ที่เรียกว่า Gaussian minimum-shift keying ( GMSK ) ถูกนำมาใช้ในมาตรฐาน โทรศัพท์มือถือGSM

การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่เสียง (AFSK) เป็น เทคนิค การมอดูเลชั่นที่ใช้การเปลี่ยนแปลงความถี่(ระดับเสียง ) ของ โทน เสียง เพื่อแสดง ข้อมูลดิจิทัลทำให้ได้สัญญาณที่เข้ารหัสแล้วซึ่งเหมาะสมสำหรับการส่งผ่านทางวิทยุหรือโทรศัพท์โดยปกติแล้ว สัญญาณเสียงที่ส่งจะสลับระหว่างสองโทนเสียง คือ โทนเสียง "mark" ซึ่งแทนเลขฐาน สอง 1 และโทนเสียง "space" ซึ่งแทนเลขฐานสอง 0

AFSK แตกต่างจากการเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่ทั่วไปตรงที่ทำการมอดูเลชั่นที่ ความถี่เบส แบนด์ในการใช้งานทางวิทยุ สัญญาณที่ถูกมอดูเลชั่นด้วย AFSK มักจะถูกนำไปใช้มอดูเลชั่น คลื่น พาหะRF (โดยใช้เทคนิคแบบดั้งเดิม เช่นAMหรือFM ) เพื่อการส่งสัญญาณ

AFSK ไม่ได้ถูกใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเสมอไป เนื่องจากมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามากทั้งในด้านพลังงานและแบนด์วิดท์เมื่อเทียบกับโหมดการมอดูเลชั่นอื่นๆ ส่วนใหญ่^{[ 9 ]} อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากความเรียบง่ายแล้ว AFSK ยังมีข้อดีที่สัญญาณที่เข้ารหัสจะสามารถส่งผ่าน ลิงก์ ที่เชื่อมต่อแบบ AC ได้ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่ออกแบบมาเพื่อส่งสัญญาณเพลงหรือเสียงพูดแต่เดิม

AFSK เป็นระบบที่ใช้ใน ระบบแจ้งเตือนภัยฉุกเฉินของสหรัฐอเมริกาเพื่อแจ้งสถานีต่างๆ เกี่ยวกับประเภทของเหตุฉุกเฉิน สถานที่ที่ได้รับผลกระทบ และเวลาที่ออกประกาศ โดยไม่ต้องฟังข้อความแจ้งเตือนก่อน

วิทยุเฟส 1 ใน ระบบ Project 25ใช้การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่ 4 ระดับ (4FSK) ^{[ 10 ] [ 11 ]}

ในปี พ.ศ. 2453 เรจินัลด์ เฟสเซนเดนได้คิดค้นวิธีการส่งรหัสมอร์สแบบสองโทนเสียง โดยแทนที่จุดและขีดด้วยโทนเสียงที่แตกต่างกันแต่มีความยาวเท่ากัน^{[ 12 ]} จุดประสงค์คือเพื่อลดเวลาในการส่งให้น้อยที่สุด

เครื่องส่งสัญญาณคลื่นต่อเนื่อง (CW) รุ่นแรกๆ บางเครื่องใช้ตัวแปลงอาร์คซึ่งไม่สามารถควบคุมได้ อย่างสะดวก แทนที่จะเปิดและปิดอาร์ค การควบคุมจะเปลี่ยนความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณเล็กน้อยในเทคนิคที่เรียกว่าวิธีคลื่นชดเชย^{[ 13 ]}ไม่ได้ใช้คลื่นชดเชยที่ตัวรับสัญญาณเครื่องส่งสัญญาณประกายไฟที่ใช้สำหรับวิธีนี้ใช้แบนด์วิดท์มากและทำให้เกิดการรบกวน ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้ภายในปี พ.ศ. 2464 ^{[ 14 ]}

โมเด็มสายโทรศัพท์รุ่นแรกๆ ส่วนใหญ่ใช้การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่เสียง (AFSK) เพื่อส่งและรับข้อมูลด้วยอัตราสูงสุดประมาณ 1200 บิตต่อวินาที โมเด็ม Bell 103และBell 202ใช้เทคนิคนี้^{[ 15 ]} แม้กระทั่งในปัจจุบัน ระบบแสดงหมายเลขผู้โทรในอเมริกาเหนือยังคงใช้ AFSK 1200 บอด ในรูปแบบ มาตรฐาน Bell 202 ไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆ บาง เครื่อง ใช้รูปแบบการมอดูเลชั่น AFSK เฉพาะแบบหนึ่ง คือมาตรฐาน Kansas Cityเพื่อจัดเก็บข้อมูลบน เทปคาสเซ็ ตเสียง^{[ 16 ]} AFSK ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยุสมัครเล่นเนื่องจากช่วยให้สามารถส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์ย่านความถี่เสียงที่ไม่ต้องดัดแปลงได้

โปรโตคอล Specific Area Message Encoding (SAME) ซึ่งใช้กันทั่วไปใน ระบบแจ้งเตือนฉุกเฉินของสหรัฐอเมริกา ใช้ ชุดข้อมูล AFSK เพื่อส่งข้อมูลด้วยอัตรา 520 5⁄6 บิต ต่อวินาที^{[ 17 ]}ซึ่งทำให้เครื่องรับวิทยุที่เปิดใช้งาน SAME สามารถเปิดใช้งานได้เมื่อมีการถอดรหัสข้อมูลส่วนหัว

สถานีวิทยุคลื่นสั้นCHU ในออตตาวา ออนแทรีโอประเทศแคนาดา ออกอากาศสัญญาณเวลาดิจิทัลเฉพาะที่เข้ารหัสโดยใช้การมอดูเลชั่น AFSK ^{[ 18 ]}

การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่ (FSK) นิยมใช้กับสายโทรศัพท์เพื่อ แสดงหมายเลข ผู้โทร (Caller ID ) และการวัดค่าระยะไกลเทคโนโลยีนี้มีหลายรูปแบบ

ในบางประเทศของยุโรป มาตรฐาน สถาบันมาตรฐานโทรคมนาคมแห่งยุโรป (ETSI) 200 778-1 และ -2 – ซึ่งมาแทนที่ 300 778-1 และ -2 – อนุญาตให้ใช้เลเยอร์การขนส่งทางกายภาพ 3 ชั้น ( Telcordia Technologies (เดิมคือ Bellcore), British Telecom (BT) และCable Communications Association (CCA)) ร่วมกับรูปแบบข้อมูล 2 รูปแบบ คือ Multiple Data Message Format (MDMF) และSingle Data Message Format (SDMF) รวมถึง ระบบ Dual-tone multi-frequency (DTMF) และโหมดปิดเสียงเตือนสำหรับการอ่านมิเตอร์และอื่นๆ นี่เป็นการยอมรับว่ามีประเภทต่างๆ อยู่มากกว่าความพยายามที่จะกำหนด "มาตรฐาน" เดียว

มาตรฐาน ของTelcordia Technologies (เดิมชื่อ Bellcore) ใช้ในสหรัฐอเมริกาแคนาดา (แต่ดูรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง) ออสเตรเลียจีนฮ่องกงและสิงคโปร์โดยจะส่งข้อมูลหลังจากเสียงเรียกเข้าครั้งแรก และใช้ การมอดูเลชั่นโทนเสียง Bell 202 ที่ 1200 บิตต่อวินาที ข้อมูลอาจถูกส่งในรูปแบบ SDMF ซึ่งประกอบด้วยวันที่ เวลา และหมายเลข หรือใน รูปแบบ MDMF ซึ่งเพิ่มฟิลด์ NAME เข้ามา

บริษัท British Telecom (BT) ในสหราชอาณาจักรได้พัฒนาระบบมาตรฐานของตนเอง ซึ่งจะปลุกหน้าจอด้วยการสลับสาย แล้วส่งข้อมูลเป็น โทนเสียงโมเด็ม CCITT v.23 ในรูปแบบที่คล้ายกับ MDMF ระบบนี้ถูกใช้งานโดย BT เครือข่ายไร้สาย เช่นIonica ที่ปิดตัวไปแล้ว และบริษัทเคเบิลบางแห่ง รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถดูได้ในเอกสาร BT Supplier Information Notes (SINs) หมายเลข 227 ที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 กรกฎาคม 2014 ที่Wayback Machine (ลิงก์เสียเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2021) และหมายเลข 242 ที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 กรกฎาคม 2014 ที่Wayback Machine (ลิงก์เสียเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2021) นอกจากนี้ยังมีเอกสารที่มีประโยชน์อีกฉบับคือDesigning Caller Identification Delivery Using XR-2211 for BT ที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 6 มีนาคม 2016 ที่Wayback Machineจากเว็บไซต์ EXAR

สมาคมการสื่อสารเคเบิล (CCA) ของสหราชอาณาจักรได้พัฒนาระบบมาตรฐานของตนเอง ซึ่งส่งข้อมูลหลังจากเสียงเรียกเข้าสั้นๆ ครั้งแรก โดยใช้ สัญญาณเสียง Bell 202หรือV.23พวกเขาพัฒนาระบบมาตรฐานใหม่แทนที่จะเปลี่ยน "กล่องรับสัญญาณ" (มัลติเพล็กเซอร์) บางตัวที่ไม่สามารถรองรับมาตรฐานของ BT ได้ อุตสาหกรรมเคเบิลของสหราชอาณาจักรใช้สวิตช์หลากหลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นNortel DMS-100 บางส่วนเป็นSystem X , System YและNokia DX220 โปรดทราบว่าบางส่วนใช้มาตรฐานของ BT แทนที่จะเป็นมาตรฐานของ CCA รูปแบบข้อมูลคล้ายกับของ BT แต่เลเยอร์การส่งข้อมูลคล้ายกับของ Telcordia Technologies มากกว่า ดังนั้น อุปกรณ์ ในอเมริกาเหนือหรือยุโรปจึงมีแนวโน้มที่จะตรวจจับได้มากกว่า

• การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนแอมพลิจูด (ASK)
• การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่เฟสต่อเนื่อง (CPFSK)
• ระบบเข้ารหัส แบบสองโทนหลายความถี่ (DTMF) เป็นอีกเทคนิคการเข้ารหัสที่แสดงข้อมูลโดยใช้คู่ความถี่เสียง
• การส่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงความถี่
• การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนความถี่หลายระดับ (MFSK)
• การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่เชิงตั้งฉาก (OFDM)
• การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนเฟส (PSK)
• มาตรฐานของรัฐบาลกลาง 1037C
• มิล-สเตด-188
• การเข้ารหัสแบบกระจายความถี่ (S-FSK)

• dFSK: การมอดูเลชั่นแบบ Distributed Frequency Shift Keying ในเครือข่ายเซ็นเซอร์หนาแน่น
• M Nasseri, J Kim, M Alam - รายงานการประชุม Communications & Networking ครั้งที่ 17 ปี 2014 การคำนวณเมตริกแบบรวมของการเข้ารหัสเทอร์โบแบบไม่สอดคล้องกันโดยใช้การสุ่มตัวอย่างสำหรับช่องสัญญาณเคลื่อนที่
• J Kim, P Raorane, M Nasseri, M Alam - รายงานการประชุมสัมมนาการจำลองประจำปีครั้งที่ 46 ปี 2013 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของ NCQFSK แบบเทอร์โบโค้ดที่ใช้การสุ่มตัวอย่างสำหรับการส่งข้อมูลภาพ