FSK调制解调原理及设计

1、一. 2FSK调制原理：1、2FSK信号的产生：2FSK是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如，1码用频率fl来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。故其表示式为式中，假设码元的初始相位分别为 “和匕；J =2冗f1和2=2冗f2为两个不同的码元的角频 率；幅度为A为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。2FSK信号的产生方法有两种：(1) 模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1 (a)所示。(2) 键控法，用数字基带信号g(t)及其反g(t)相分别控制两个开关门电路，以此对两个载 波发生器进行选通。如图1-1 (b)所示。这两种方法产生的2FSK信号的波

2、形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。(a)(b)2FSK信号产生原理图由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK信号之和，即其中g(t)是脉宽为Ts的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。其中，an为an的反码，即若an =1，则an = 0 ；若an =0，则an = 1。2、2FSK信号的频谱特性：由于相位离散的2FSK信号可看成是两个2ASK信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK信号的频谱分析结

3、果，比较方便，即2FSK信号带宽为 B2FSK | f f2 | 2fs =| f f2 | 2Rs式中，Rs二fs是基带信号的带宽。二. 2FSK解调原理：仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。其非相干检测解调框图如下M信号非相干检测解调框图当k=m寸检测器采样值为：当kMm寸在样本八 和八 中的信号分量将是0,只要相继频率之间的频率间隔是 ,T就与相移值无关了，于是其余相关器的输出仅有噪声组成。其中噪声样本儿和门都是零均值，具有相等的方差 G 2对于平方律检测器而言，即先计算平方包络厂.一厂 厂并取其最大值信号。二进制FSI系统的理论误码率与信噪比的关系给出如下

4、2FSK具体设计调制与解调2FSK采用键控法调制，相干解调法进行解调程序代码如下：Fc=10; % 载频Fs=100; %系统采样频率Fd=1;%码速率N=Fs/Fd;df=10;numSymb=25;%J行仿真的信息代码个数M=2;% 进制数SNRpBit=60;% 信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=12345 54321;numPlot=25;沪生25个二进制随机码x=randsrc(numSymb,1,0:M-1);% 产生 25 个二进制随机码figurestem(0: nu mPlot-1,x(1: numPlot),bx);title(二进制随机序列)xlab

5、el(Time);ylabel(Amplitude);%调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,fsk,M,df);numModPlot= nu mPlot*Fs;t=0: num ModPlot-1./Fs;figure(2)plot(t,y(1:le ngth(t),b-);axis(mi n(t) max(t) -1.5 1.5);title( 调制后的信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%在已调信号中加入高斯白噪声randn (state,seed(2);y=awg n(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),measured,d

6、B);%在已调信号中加入高斯白噪声figure(3)plot(t,y(1:le ngth(t),b-);%画出经过信道的实际信号axis(mi n(t) max(t) -1.5 1.5);title(加入高斯白噪声后的已调信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%相干解调z仁ddemod(y,Fc,Fd,Fs,fsk,M,df);%带输出波形的相干M元频移键控解调figure(4)stem(O: nu mPlot-1,x(1: numPlot),bx);hold on;stem(0: numPlot-1,z1(1: nu mPlot),ro);hold off;axis(0 numPlot -0.5 1.5);title(相干解调后的信号原序列比较)legend(原输入二进制随机序列,相干解调后的信号) xlabel(Time);ylab