FSK调制与解调

FSK

（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）。产生FSK 信号最简单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。）其实现如图8.1.1 所示：

图8.1.1 非连续相位FSK 的调制方式

由于相位的不连续会造频谱扩展，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发展，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进行频率调制。其相应波形如图8.1.2 二所示：

图8.1.2 连续相位FSK的调制信号

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。如果相位不连续，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8.1.3 所示。

图8.1.3 FSK 的信号频谱

在通信原理综合实验系统中，FSK 的调制方案如下：

FSK 信号：S(t)＝cos(ω0t+2πfi·t)

FSK 正交调制器的实现为如图8.1.4 结构：

图8.1.4 FSK 正交调制器结构

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，不采用汉明纠错编译码技术。调制器提供的数据源有：

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，以便于常规示波器进行观察；

6、ｍ序列：用于对通道性能进行测试；

FSK 调制器基带处理结构如图8.1.5 所示：

图8.1.5 FSK 调制器带处理结构

（二）FSK 解调

对于FSK 信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。而FSK 的非相干解调一般采用滤波非相干解调，如图8.1.6 所示。

图8.1.6 非相干FSK接收机的方框图

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），并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比特是１还是０。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 的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。FSK 的正交相乘非相干解调框图如图8.1.7 所示：

图8.1.7 FSK 正交相乘