通信原理FSK调制解调实验报告 .pdf

上海电力学院

实验报告

实验课程名称：通信原理

实验项目名称：FSK调制解调实验

姓名：杨琳琳学号：********

班级：2011072班实验时间：2013/11/12

成绩：

一：实验目的

1、熟悉FSK调制和解调基本工作原理；

2、掌握FSK数据传输过程；

3、掌握FSK性能的测试；

4、了解FSK在噪声下的基本性能；

二：实验设备

1．通信原理实验箱；一台

2．20MHz双踪示波器；一台

3．函数信号发生器；一台

4．误码仪，共用一台

三：实验原理

1．FSK调制原理：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。不连续的FSK信号表达式为：

其实现如图所示：

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发展，越来越多地采用连续相位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。因此，FSK可表示如下：

应当注意，尽管调制波形m（t）在比特转换时不连续，但相位函数θ（t）是与m（t）的

积分成比例的，因而是连续的，其相应波形如图所示：

FSK的信号频谱如图所示。

FSK信号的传输带宽Br，由Carson公式给出：Br=2Δf+2B

其中B为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带

宽B=R。因此，FSK的传输带宽变为：Br=2（Δf+R）。

如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：Br=2Δf+（1+α）R（其中α为滤波

器的滚降因子）。

在通信原理综合实验系统中，FSK的调制方案如下：

按照上述原理，FSK正交调制器的实现为如图结构：

如发送0码，则相位累加器在前一码元结束时相位θ(n)基础上，在每个抽样到达时

刻相位累加2πf1Ts，直到该信号码元结束；如发送１码，则相位累加器在前一码元结束时

的相位θ(n)基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2πf2Ts，直到该信号码元结束。

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所示：

2．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。

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，将积分之后的结果进行相

减，如果差值大于0则当前接收信号判为1，否则判为0。相干FSK解调框图如图所示：

相干FSK解调器是在加性高斯白噪声信道下的最佳接收，其误码率为

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情况则不

完全相同，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

对于FSK的非相干解调一般采用滤波非相干解调，如上图所示。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=k