2FSK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z.xAcos(it1)发送1时2FSK(t)Acos(2t2)发送0”时式中，假设码元的初始相位分别为1和2；12兀f和22兀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展调频。如图1-1a所示。(2) 键控法，用数字基带信号g(t)及其反而相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进展选通。如图1-1

2、b所示。这两种方法产生的2FSK信号的波形根本一样，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，那么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。测一贼害*霏区蔡(b)(a)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2FSKg(t)cos(iti)g(t)cos(?t2)ang(tnTs)cos(it1)ang(tnTs)cos(?t2)nn其中g(t)是脉宽为Ts的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。an?SpiPanfmp其中，a

3、n为an的反码，即假设&1,那么an。；假设篮。，那么an1。2、2FSK信号的频谱特性：由丁相位离散的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，比拟方便，即S2fsk(f)S2ASK,(f)S2ask2(f)戋|Sa(ffi)TS|2|Sa(ff,)Ts|2|Sa(ff2)T|2|Sa(ff2)T|2湛(ffi)(ffi)(ff2)(ff2)2FSK信号带宽为B2FSK|fif2|2fs|fif2|2Rs式中，Rsfs是基带信号的带宽。二.2FSK解调原理：仿真是基丁非相干解调进展的，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

4、如下接受信号在t=TBl到采徉检测器偷出判定M信号非相干检测解调框图当k=m时检测器采样值为：Kme=）苞。泌+limef=J&.sin+rims当k冬m时在样本八。和尸中的信号分量将是0,只要相继频率之间的频率间隔是A=，就与相移值无关了，丁是其余相关器的输出仅有噪声组成。TS52No其中噪声样本和和为仙都是零均值，具有相等的方差22对丁平方律检测器而言，即先计算平方包络一厂厂并取其最大值信号。二进制FSK系统的理论误码率与信噪比的关系给出如下12NuR=【e22FSK具体设计调制与解调2FSK采用键控法调制，相干解调法进展解调程序代码如下：Fc=10;%载频Fs=100;%系统采样频率Fd

5、=1;%码速率N=Fs/Fd;df=10;numSymb=25;%进展仿真的信息代码个数M=2;%进制数SNRpBit=60;%信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=1234554321;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,fsk,M,df);numModPlot=numPl

6、ot*Fs;t=0:numModPlot-1./Fs;figure(2)plot(t,y(1:length(t),b-);axis(min(t)max(t)-1.51.5);title(调制后的信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%在已调信号中参加高斯白噪声randn(state,seed(2);y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),measured,dB);%&已调信号中参加高斯白噪声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)-1.51.

7、5);title(参加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);holdon;stem(0:numPlot-1,z1(1:numPlot),ro);holdoff;axis(0numPlot-0.51.5);title(相干解调后的信号原序列比拟)legend(原输入二进制随机序列,相干解调后的信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%误码率统计errorSymratioSym=symerr(x,z1);figure(6)simbasebandex(0:1:5);title(相干解调后误码率统计)-n|xiFigore1EilIditkitwLnirtDollindwHtlpD渗耐邕会及女还回可国=-n二进制随机序列090.6T654Qo.0.0.0JIpn=-dE