fsk,gfsk调制解调程序原理.doc

一、Matlab FSK调制解调程序原理 频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在FSK中，载波的频率随二进制基带信号在和两个频率点间变化。故其表达式为 在移频键控中，和相位不携带信息，通常可令其为零。因此，2FSK信号的表达式可简化为 其中 式中：g(t)为单个矩形脉冲，脉宽为 ， 程序中采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路即判断输入序列是0还是1，对两个不同的独立频率源进行选通，使其在一个码元=1/期间输出或两个载波之一，再依次叠加到一个数组中，最终的数组就是已调信号，然后将单极性波形转化为双极性波形（以提高之后信号解调的精度）。再用 Welch 法估计已调序列的功率谱密度；Welch法主要是把数据分段，相邻两段之间有重叠；对每段数据加窗后求功率谱密度，并最后对各段功率谱密度求和后求出均值，该均值就是pwelch函数的数值。调用函数gussian(transmittedSignal,snr)，将调制信号加入加性高斯噪声，再调用函数demoFSK(receivedSignal,f1,f2,fs,snr)，进行解调。下图为FSK相干解调框图，（若用滤波器而不是用如下积分的方法来进行解调，当两频率f1,f2相差很小时，将很难解调出原信号）FSK相干解调框 举例说明解调过程：若输入信号和已调波形（未加噪声）如下图：解调时，将信号分别通过上下支路，与频率为f1,f2的载波分别相乘，由于原信号使用的是双极性波形，所以上支路载波应为。得到如下波形：然后调用函数integral(mt,fs) ，完成积分，得到如下波形（正如前面所说的，若用单极性波形，则得到的积分后波形将不是下图极性相反的波形，当f1,f2相差很小时，上下支路的值相差很小，很难比较出大小）：比较上下支路输出值，程序中序列bitsstream1对应0，序列bitstream2对应1，比较bitstream1 和bitstream2，得到解调序列bitstream，最后将序列用矩形波表示出来，即得到最终的解调波形。二、Matlab GFSK调制解调程序原理从调制原理上来看, GFSK (高斯频移键控)调制是把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波后,再进行FSK调制的数字调制方式。它在保持恒定幅度的同时,能够通过改变高斯低通滤波器的3 dB带宽，对已调信号的频谱进行控制,具有恒幅包络、功率谱集中、频谱较窄、带外功率谱密度下降快等无线通信系统所希望的特性。程序中将单极性输入波形转化为双极性波形即0改用-1表示，再调用函数glpfsignal(signal,fs)将信号波形通过高斯低通滤波器，然后将波形与FSK调制波形相乘，即得到GFSK的调制波形，再用 Welch 法估计已调序列的功率谱密度。下图为输入序列1 0 1 1 0，载波频率f1=200，f2=300，采样频率fs=1500时，FSK,GFSK的功率谱密度对比图。可以看出在相同输入参数的条件下，GFSK已调信号功率谱密度较FSK的更集中，带外功率谱密度下降快，从而也减少了对邻道的干扰，但GFSK信号频谱特性的改善是通过降低误码率性能换来的。GFSK的加噪和解调与FSK的类似。参考文献：1 樊昌信,曹丽娜.通信原理(第六版).北京：国防工业出版社,20062 郭文彬,桑林.通信原理基于Matlab的计算机仿真.北京:北京邮电大学出版社，20063 Fuqin Xiong