FrequencyShiftKeying(译文)概述.docx

Page  PAGE 22 Chapter 3 Frequency Shift Keying Page  PAGE 21 M.Sc Thesis - 1994 M.Sc Thesis - 1994 3 Frequency Shift Keying 前面的章节简要介绍了一个DSC-ASIC的应用程序。本章的目的是对频移键控调制最基本的方面进行拓展和研究。本章也意味着为不熟悉这一主题的读者做一个简单的调查，并最好能使这些读者了解怎样对选择算法和架构做出决定。本章的主要目的是介绍非相干二进制频移键控。以自然的方式来介绍入，本次讨论是以相干频移键控作为出发点，这种调制技术的理论更容易理解。这样做的原因出发点是，描述两个相干和非相干FSK时的对应的理论过程是相似的。 3.1 综述 数字调制和解调的过程基本上是把数字符号转换为与传输信道兼容的波形si(t)的过程。频移键控将数字符号转换成不同的频率的持续时间。这个时间称为波特率，用于定义每秒传输数字符号的数量。频移键控，可根据数字符号的数量、相应的频率和这些频率的相位关系分为不同类别。这如图 3.1所示： 频移键控 二进制频移键控 多进制频移键控 相干二进制频移键控 (CPFSK) 非相干二进制频移键控  正交相干二进制 非正交 正交非相干二进制频移键控 非正交非相干二进制频移键控 频移键控 相干二进制频移键控 Fig. 3.1 这里将概述 以上描述的不同分类的FSK调制解调器技术。最底层的类别将在下面进行理论和实验上的描述。 如图3.1可看到，频移键控一般可以分为二进制FSK和多进制FSK，其中不同的数字符号的数目对应不同的FSK进制。 多进制频移键控信号（数字的符号数2）是一种广泛的主题，这里将避免这种情况的讨论，本文的目的是描述二进制FSK技术。 如图3.1，二进制频移键控可以分成相干FSK和非相干的FSK。这两个信号形式之间的不同之处在于，在相干情况下的音频SI（t）每个符号的相位是基于前一符号的相位而选择。从而所发射的信号的相位可以保持连续，这也得到了该信号形式 的名称：连续相位频移键控（CPFSK）。相位连续性不一定出现在非相干的情况下， 非相干的情况下，了两个连续的数字符号的音频相位是彼此独立的。相干与非相干的选择很可能取决于产生FSK信号的发射电路上。如图3.2所示。（请注意，相干与非相干接收也可能取决于传输信道的特性，这将在后面看到的）  二进制数据  1.5 1  0.5 0 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 振荡器f M binary value 1 -3 x 10  FSK 信号  0.5 0  -0.5  振荡器  -1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 f S FSK signal - Phase non-coherent -3 x 10  1.5 1 0.5 0 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 binary value -3 x 10  二进制数据  压控振荡器 FSK 信号  1 0.5 0 -0.5 -1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 图3.2：FSK信号的一般型。最上面的：非相干二进制FSK信号生成电路，由两个独立的振荡和控制数字波形的开关电路。最下面的：相干二进制频移键控信号发生器包括一个压控振荡器和输入的二进制数据，例如其中数字1对应于5V，数字0对应于0V。 产生相干和非相干的FSK信号之间的差如图3.2所示。上部分的电路产生的是非相干的FSK信号。该信号被认为是正确地，其中每个数字符号的音频相位不依赖于前一符号的相位。因此在接收器中它是不可能知道一个新的正弦波符号的确切相位，并且两个对应的音调频率之间必须忽略相位信息的误差，从而降低了性能。在下部分的电路所发送的信号的频率在相位上变化连续，从而避免相位跳跃。在这个信号中，形成一个新的符号的相位总是取决于前一符号的相位。两个音调的频率之间的不同可以包括相位信息，因为基于前一码元的相位，数字接收机可以 处理得到一个精确的波形原型。 这不是两个信号形式之间唯一的区别。如图 3.5，传输的信号的频率成分被绘制为在1200波特信令速率下的100个比特的随机图形。这两个音调频率相当于FM=1300， FS =2100，正如CCITT V.23标准所规定的。FSK signal - Co