程进行仿真,其目的是提高运用MATLAB仿真通信系统的能力,熟悉MATLAB的同时也了解了2FSK的基本原理和实现方法。关键词:MATLAB2FSK调制解调
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f一、基本原理
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中,载波的频率随二进制基带
信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为
e2FSK
t
AA
cc
os1tos2t
发送“1”时发送“0”时
典型波形如图11所示。
1
0
1
0
a2FSK信号
t
bs1tcos1t
t
cs2tcos2t
t
图112FSK信号的时间波形
由图可见,2FSK信号的波形(a)可以分解为(b)和波形(c),也就是说,一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。因此,2FSK信号的时域表达式又可写成
e2FSK
t
a
g
t
Ts
c
os1t
a
gt
Tscos2t
式中:gt为单个矩形脉冲,脉宽为Ts;
1概率为Pa
0概率为1P
a
是a
的反码,若a
1,则a
0;若a
0,则a
1,于是
1概率为1P
a
0
概率为P
2
f
和
分别是第
个信号码元(1或0)的初始相位。在移频键控中,
和
不携带信息,通常可令
和
为零。因此,2FSK信号的表达式可简化为
e2FSKts1tcos1ts2tcos2t其中
112FSK信号的产生
s1ta
gt
Ts
s2ta
gt
Ts
2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟调频电路来实现;另一种可以采用键控法来实现,即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通,使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一,如图12所示。这两种方法产生2FSK信号的差异在于:由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位变化是连续变化的。(这是一类特殊的FSK,称为连续相位FSK(Co
ti
uousPhaseFSK,CPFSK))而键控法产生的2FSK信号,是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续。
振荡器1f1
选通开关
基带信号
反相器
相加器
e2FSKt
振荡器2f2
选通开关
图12键控法产生2FSK信号的原理图
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f122FSK信号的解调
2FSK信号的常用解调方法是采用如图14所示的非相干解调(包络检波)和相干解调。其解调原理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调,然后进行判决。这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。判决规则应与调制规则相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率f1,则接收时上支路的样值较大,应判为“1”;反之判为“0”。
带通滤波器1
包络检波器
e2FSKt
定时脉冲
抽样判决器
输出
带通滤r