实验一 FSK传输系统实验.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑实验一 FSK传输系统实验 FSK传输系统测验报告 一、测验原理和电路说明 （一）FSK调制 在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）通常，FSK信号的 表达式为： SFSK?2Ebcos(2?fc?2??f)tTb0?t?Tb （二进制１） SFSK?2Ebcos(2?fc?2??f)tTb0?t?Tb （二进制０） 其中2πΔf代表信号载波的恒定偏移 产生FSK信号最简朴的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK信号称为不连续FSK信号不连续的FSK信号表达式为： SFSK?2Ebcos(2?fHt??1)Tb2Ebcos(2?fLt??2)Tb0?t?Tb（二进制１） SFSK?0?t?Tb（二进制０） 其实现如图3.1-1所示： 振荡器fＨ放大振荡器fＬ输出输入数据 图3.1.1 非连续相位FSK的调制框图 由于相位的不连续会造成频谱扩展，这种FSK的调制方式在传统的通信设备中采用较多。

随着数字处理技术的不断进展，越来越多地采用连继相位FSK调制技术 目前较常用产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器举行频率调制因此，FSK可表示如下： SFSK(t)??2Ebcos[2?fCt??(t)]Tb2Ebcos[2?fCt?2?kfTbt???m(n)dn] 由于FSK信号的复包络是调制信号m（t）的非线性函数，确定一个FSK信号的频谱通常是相当困难的，经常采用实时平均测量的方法二进制FSK信号的功谱密度由离散频率分量fc、fc+nΔf、fc-nΔf组成，其中n为整数相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幂衰落假设相位不连续，功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落 FSK的信号频谱如图3.1.3所示 图3.1.3 FSK的信号频谱 如时发送0码，那么相位累加器在前一码元终止时相位?(n)根基上，在每个抽样到达时刻相位累加2?f1Ts，直到该码元终止；如时发送１码，那么相位累加器在前一码元终止时的相位?(n)根基上，在每个抽样到达时刻相位累加2?f2Ts，直到该码元终止。

在通信信道FSK模式的基带信号中传号采用fH频率，空号采用fL频率在FSK模式下，不采用采用汉明纠错编译码技术调制器供给的数据源有： 1、 外部数据输入：可来自同步数据接口、异步数据接口和m序列； 2、 全1码：可测试传号时的发送频率（高）； 3、 全0码：可测试空号时的发送频率（低）； 4、 0/1码：0101…交替码型，用作一般测试； 5、 特殊码序列：周期为7的码序列，以便于常规示波器举行查看； 6、 m序列：用于对通道性能举行测试； FSK调制器基带处理布局如图3.1.5所示： 外部数据信号全1码全0码01码特殊码序列m序列FPGA操纵发时钟数据选择器D触发器（二）FSK解调 对于FSK信号的解调方式好多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调 １、FSK相干解调 FSK相干解调要求恢复出传号频率（fH）与空号频率（fL），恢复出的载波信号分别与接收的FSK中频信号相乘，然后分别在一个码元内积分，将积分之后的结果举行相减，假设差值大于0那么当前接收信号判为1，否那么判为0。

相干FSK解调框图如图3.2.1所示： 图3.1.5 FSK调制器基带处理布局示意图TPM02TPM01fHfL相位累加cos( )D/Asin( )D/ATPi02TPi04低通滤波低通滤波TPi01TPi03 码元积分coswHt接收的FSK信号coswHt载波恢复-码元积分+判决 图3.2.1 相干FSK的解调框图 相干FSK解调器是在加性高斯白噪声信道下的最正确接收，其误码率为： Pe?Q(Eb) N0相干FSK解调在加性高斯白噪声下具有较好的性能，但在其它信道特性下处境那么不完全一致，例如在无线衰落信道下，其性能较差，一般采用非相干解调方案 ２、FSK滤波非相干解调 带通滤波FH接收的FSK信号带通滤波FL包络检波包络检波+判决- 图3.2.2 非相干FSK接收机的方框图 对于FSK的非相干解调一般采用滤波非相干解调，如图3.2.2所示输入的FSK中频信号分别经过中心频率为fH、fL的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kTb时抽样（其中k为整数），并且将这些值举行对比。

根据包络检波器输出的大小，对比器判决数据比特是1还是0 使用非相干检测时FSK系统的平均误码率为： Pe?E1exp(b) 22N0在高斯白噪声信道环境下FSK滤波非相干解调性能较相干FSK的性能要差，但在无线衰落环境下，FSK滤波非相干解调却表现出较好的稳健性 FSK滤波非相干解调方法一般采用模拟方法来实现，该方法不太适合对FSK的数字化解调对于FSK的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现 ３、FSK的正交相乘非相干解调 FSK的正交相乘非相干解调框图如图3.2.3所示： B低通滤波A放大X延时 图3.2.3 FSK正交相乘非相干解调示意图 输入的信号为 R(t)?cos(w0t??w?t) 传号频率为：w0??w 空号频率为：w0??w 在上图中，延时信号为： R'(t)?cos(w0??w)?(t??) 其中?为延时量 相乘之后的结果为： 2R(t)?R'(t)?2cos(w0??w)?t?cos(w0??w)?(t??)?cos[2(w0??w)?t?(w0??w)??]?cos[(w0??w)??] 在上式中，第一项经过低通滤波器之后可以滤除。

当w0????/2时，上式可简化为： 2R(t)?R'(t)?sin(??w)????sin?w? 因而经过积分器（低通滤波器）之后，输出信号大小为：?Tbsin?w?，从而实现了FSK的正交相乘非相干解调 AB两点的波形如图3.2.4所示： — 6 —。