基于FPGA的2FSK调制解调

目录

2 2FSK 在 FPGA 中的实现......................................................................................2

2.1 2FSK 概述及原理...........................................................................................2

2.1.1 FSK 发展及应用...................................................................................2

2.1.2 2FSK 的基本原理.................................................................................3

2.2 2FSK 调制解调原理方法...............................................................................7

2.2.1 2FSK 调制原理方法.............................................................................7

2.2.2 2FSK 解调原理方法.............................................................................8

2.4 总结..............................................................................................................20

2.5 思考题..........................................................................................................21

2.6 参考文献......................................................................................................22

2 2FSK 在 FPGA 中的实现

2FSK（二进制频移键控调制）是利用不同频率的载波来传递数字信号”0”

和”1”的一种简单的调制方式。

2.1 2FSK 概述及原理

2.1.1 FSK 发展及应用

数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调

方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据传输通信系统中

（1）优点： 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据

传输中得到了广泛的应用。所谓 FSK 就是用数字信号去调制载波的频率。

（2）应用：频移键控的应用至少有一个世纪。 虽然时间比较长，但 FSK

信号已成功地保持其使用期间，更现代的时代，并已适应，以及向数字网域 ，

并继续提供服务那些需要传输数据通过计算机，电缆，或电线上。 还有

CCITT 规定，低于 1200bit/s 的速率时，使用 FSK 方式，如：在微波通信系统中传

输监控信息，以实现中继站的无人值守等。

移频键控法实现有很多，如：2FSK，MFSK(QFSK)等，还有特殊的 FSK 调制

方法 MSK(最小频移键控法)。虽然其调制实现方式很多，但是唯一不变的是其

实现原理不变，故在此本文只用 2FSK 的调制解调实现方法来代表说明移频键控

　　其中 ， ， 为频率为 的载波的初始相位， 为

频率为 的载波的初始相位。令 为 的反码，即

(2-2)

则有:当 时， ;当 时， 。

　　则 2FSK 信号可表示为:

其中，我们在分析中假设 为单个矩形脉冲序列，其表达式为:

　　由式(1-3)可知，相位不连续的 2FSK 信号可以看成是两个 2ASK 调幅

信号之和。

相位不连续的 2FSK 信号的功率谱密度

相位不连续的 2FSK 信号的功率谱密度，可以利用 2ASK 的功率谱密度。假

定“1”和“0”码等概率出现，且前后码独立，则 2FSK(初始相位为 0)的功率谱密度

是载频为 和 的两个 2ASK 信号功率谱密度之和:

其中 是 的功率谱密度， 是 的功率谱密度。根据式

(1)、式(2)及式 (1-4)可以求得 及 ，并将它们代入式(1-4)，便可

得到这种 2FSK 信号的功率谱密度的表达式

假设信息码 为 1 和 0 的概率相等，则 ，当 为矩形波时，又