2FSK调制解调原理及设计.pdf
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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
)cos()
cos(2112
2)
(t A t
A FSK
t 时发送时
发送"1""0"式中,假设码元的初始相位分别为1和2;11
2f π和222f π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)(t g 及其反)(t g 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
)
cos(
])([
)cos(])([
)cos(
·)()cos()()(2
2
1
12
21
12t
nT t
g a t
nT t g a t
t g t
t g t n
s n n
s n FSK
其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。
P ,0P
11概率,概率n
a P 1,0P
1概率,概率n
a 其中,n a 为n a 的反码,即若1n a ,则0n
a ;若0n
a ,则1n
a 。
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
)]
()
()
()
([]
|)(||
)(||)(||)([|)()
()
(221116
12
22
22
12
11622221f f
f f
f f
f f T f f
Sa T f f Sa T f f Sa T f f
Sa f S f S f S S S S S T ASK ASK FSK S 2FSK 信号带宽为s s FSK R f f f f f B 2||2||21
212式中,s s f R 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 时检测器采样值为: