1. 水声通信系统概览与FSK/PSK定位

水声通信是用声波在水下传递信息的无线通信方式。与陆地上的无线电相比，它面对的是一个极其“不友好”的信道：声波在水中的传播速度约为1500 m/s，比电磁波在空气中慢五个数量级，导致传播时延大且随距离显著变化；海水对高频声波吸收强烈，可用带宽通常只有几kHz到几十kHz，且频率越高衰减越快；海面波浪、海底反射和多径叠加造成严重的时延扩展与幅度起伏；船舶、风浪和生物噪声又抬高了背景噪声。这些特点共同决定了水声调制方案必须在“带宽效率”和“稳健性”之间做取舍，而FSK与PSK正是这一取舍谱系上的两个典型代表。

一个完整的水声通信系统可以拆成发射链、信道与接收链三大部分。发射端把信源比特经过信道编码、调制映射、脉冲成形和上变频，再由换能器转换为声信号辐射入水；声信号经多径信道传播并叠加环境噪声后到达接收换能器；接收端完成同步、解调、均衡与译码，恢复出比特流。理解这个链条，是理解FSK与PSK各自“站在哪里”的前提：它们都位于调制映射这一环，但选择不同，会连带影响同步方式、均衡需求和整体链路预算。

从图中可以看到，FSK与PSK并不是孤立的技术点，而是嵌在“编码—调制—信道—同步—解调—译码”这条链上的关键决策。FSK用不同频率承载不同符号，接收端只需判断哪个频点能量最强，属于非相干检测，因此对相位失真、多普勒频移和载波相位跳变不敏感。代价是每个符号占用独立频带，频带利用率低。PSK用载波相位承载信息，相同带宽下可传更多比特，但接收端必须恢复载波相位，对同步误差、多普勒和信道相位畸变非常敏感，通常需要配合均衡器使用。

把两者放到典型应用场景中，定位会更清晰。低速、远距离、强调可靠性的场合，例如水下传感器网络的信标广播、AUV（自主水下航行器）的遥控指令、环境监测节点的周期性状态上报，常选用FSK或MFSK，因为这类链路对误码率要求严格而对速率要求宽松。中高速数据回传，例如水下图像传输、声呐数据回收、潜器与母船之间的文件传输，则更倾向PSK及其衍生方案（如QPSK），以换取更高的频谱效率。实际系统还常采用折中方案：用FSK做控制信道保证链路建立，用PSK做数据信道提升吞吐。