주파수 편이 변조

주파수 편이 변조(Frequency Shift Keying, FSK)는 반송파의 진폭은 그대로 두고 디지털 데이터의 값에 따라 반송파의 주파수만 정해진 몇 가지 값 사이에서 바꾸어 보내는 디지털 변조 방식이다.

개요

디지털 변조는 반송파가 가진 세 가지 성질인 진폭, 주파수, 위상 가운데 하나 이상을 데이터에 맞춰 바꾼다. 진폭을 바꾸면 진폭 편이 변조(ASK), 위상을 바꾸면 위상 편이 변조(PSK), 주파수를 바꾸면 FSK 이다. FSK 는 아날로그 주파수 변조(FM)를 디지털 데이터에 맞게 몇 개의 주파수로 끊어 쓰는 것이다.

가장 단순한 2진 FSK(BFSK)는 비트 1 에 주파수 f₁, 비트 0 에 주파수 f₂ 를 쓴다. 두 주파수는 중심 주파수 f_c 에서 같은 간격만큼 위아래로 떨어진 값으로 잡는 것이 보통이다. 어느 비트를 보내든 신호의 최대 진폭은 같고, 위상도 데이터를 싣는 데 쓰지 않는다. 데이터가 오직 주파수에만 실리므로 신호의 겉모양(포락선)이 일정한 정포락선 신호가 된다.^[1]

동작과 특징

진폭 일정 - 진폭에는 정보가 없으므로 수신기는 진폭 변화를 무시하고 주파수만 가려낸다. 그래서 잡음이나 간섭이 주로 진폭을 흔드는 환경에서 ASK 보다 오류가 훨씬 적다. 같은 이유로 진폭을 포화시키는 비선형 증폭기를 써도 데이터가 깨지지 않는다.
위상 - 데이터 판정에 위상을 쓰지 않는다. 주파수가 바뀌는 순간 위상이 끊기지 않게 이어 붙이는 방식을 연속 위상 FSK(CPFSK)라 하며, 위상이 튀지 않으므로 대역 밖으로 새는 에너지가 적다. 엄밀히 말하면 주파수가 다르면 시간에 따른 위상의 진행 속도도 다르지만, 의도적으로 위상을 바꾸어 정보를 싣는 PSK 와는 다르다.
대역폭 - 두 주파수를 모두 담아야 하므로 같은 데이터 속도에서 ASK 보다 넓은 대역폭이 필요하다. 2진 FSK 의 대역폭은 대략 두 주파수의 간격에 데이터 속도에 비례하는 몫을 더한 만큼이다.^[2]
다진 FSK(MFSK) - 주파수를 M 개 쓰면 신호 하나에 log₂M 비트를 싣는다. 대역폭 효율은 떨어지지만 잡음에 강하다.

쓰임

저속 전화선 모뎀 - ITU-T V.21 은 일반 전화망에서 300 bit/s 로 양방향 통신하는 모뎀을 정한 권고로, 두 방향에 서로 다른 주파수 쌍을 배정한 FSK 를 쓴다.^[3]
무선 단거리 통신 - 블루투스 기본 전송률은 펄스 모양을 가우시안 필터로 다듬은 GFSK 를 쓴다.
발신자 번호 표시, 무선 호출기, 원격 검침처럼 속도보다 단순하고 튼튼한 수신이 중요한 곳.

ASK·PSK 와 구별하기

방식	데이터를 싣는 성질	일정하게 두는 성질	잡음 내성	대역폭
ASK	진폭	주파수, 위상	약하다. 잡음이 진폭을 직접 흔든다	좁다
FSK	주파수	최대 진폭, 위상	ASK 보다 강하다	넓다
PSK	위상	최대 진폭, 주파수	강하다. 같은 대역폭에서 오류가 가장 적다	ASK 와 비슷

"주파수와 위상이 일정하다"는 ASK 의 설명이고, "최대 진폭과 주파수가 일정하다"는 PSK 의 설명이다.
FSK 가 ASK 보다 잡음과 간섭에 민감하다는 말은 거꾸로다. 진폭에 정보를 싣는 ASK 가 더 민감하다.

같이 보기

각주

↑ William Stallings, 『Data and Computer Communications』 10판, Pearson, 2014, 16.1절 「Digital Data, Analog Signals」.
↑ Behrouz A. Forouzan, 『Data Communications and Networking』 5판, McGraw-Hill, 2013, 5.1.3절 「Frequency Shift Keying」.
↑ 「V.21 : 300 bits per second duplex modem standardized for use in the general switched telephone network」, ITU-T, https://www.itu.int/rec/T-REC-V.21-198811-I/en, 확인일: 2026-11-04.

[stallings-1] William Stallings, 『Data and Computer Communications』 10판, Pearson, 2014, 16.1절 「Digital Data, Analog Signals」.

[forouzan-2] Behrouz A. Forouzan, 『Data Communications and Networking』 5판, McGraw-Hill, 2013, 5.1.3절 「Frequency Shift Keying」.

[v21-3] 「V.21 : 300 bits per second duplex modem standardized for use in the general switched telephone network」, ITU-T, https://www.itu.int/rec/T-REC-V.21-198811-I/en, 확인일: 2026-11-04.

[1]

[2]

[3]