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f1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；和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，用数字基带信号及其反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信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信

2、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 其中是脉宽为的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。 其中，为的反码，即若，则；若，则。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信号的频谱分析结果，比较方便，即 2FSK信号带宽为 式中，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

3、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时检测器采样值为：当km时在样本和中的信号分量将是0，只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了，于是其余相关器的输出仅有噪声组成。其中噪声样本和都是零均值，具有相等的方差对于平方律检测器而言，即先计算平方包络并取其最大值信号。二进制FSK系统的理论误码率与信噪比的关系给出如下 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;

4、%进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; %产生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 figure(1) stem(0:numPlot-1,x(1:numPlot),'bx'); title('二进制随机序列') xlabel('Time'); ylabel('Amplitude'); %调制 y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,&#

5、39;fsk',M,df); numModPlot=numPlot*Fs; t=0:numModPlot-1./Fs; figure(2) plot(t,y(1:length(t),'b-'); axis(min(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=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N

6、),'measured','dB');%在已调信号中加入高斯白噪声 figure(3) plot(t,y(1:length(t),'b-');%画出经过信道的实际信号 axis(min(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 z1=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(0:numPlot-1,x(1:numPlot),'bx'); hold on; stem(0:numPlot-1,z1(1:numPlot),'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'); ylabel('Amplitud