摘要:频移键控(FSK)是一种常见的数字调制,具有功率效率高及抗信道噪声性能良好的优势.本文探讨了频移键控的技术特性,包括多进制频移键控(MFSK),最小频移键控(MSK)和连续相位频移键控(CPFSK),还包括其相干解调及其蒙特卡洛误码率仿真.
FSK利用载波的频率来传递信息,包络恒定,因此可以利用功率效率高的非线性放大器进行解调,它的优势在于对信道和硬件引起的幅度失真不敏感.另一方面,FSK频谱效率较低,占用带宽远高于幅度及相位调制.FSK调制的另外一个缺陷是:由于频率变更引起相位跳变,在频谱上则体现为旁瓣扩展.CPFSK调制则很好的改进了这点,它产生的方法是像模拟调制那样,用数字基带去调制单频率载波.连续相位移频键控可以抑制旁瓣,使得信息绝大部分能量集中在主瓣带宽.因此在实际采用的是连续相位频率调制.
MSK是保持2FSK以最小频移正交并且始终保持连续变化的一种特殊方式,也可以看作为是调制指数为0.5的一种CPFSK信号.在比较三种调制误码率时, MSK的正交调制法将优于2FSK和2CPFSK,而多进制时FSK和CPFSK则基本一致.
本文介绍了上述三种频率调制的原理与推导,使用MATLAB绘制仿真调制与解调图,频谱图,以及蒙特卡洛误码率仿真图.基于原理的仿真图从时域上体现了仿真过程的效果,在频域上验证带宽的理论特性,最后通过对二进制仿真与多进制仿真的误码率进行比较,从而得到对频移键控的可靠性的定性分析.
关键词:频移键控;最小频移键控;连续相位频移键控
目录
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论-1
1.1 数字调制研究现状-1
1.2 数字调制基础-1
1.2.1 调制方式-1
1.2.2 数字调制的性能衡量-2
1.2.3 AWGN信道-2
1.2.4蒙特卡洛仿真-3
1.3 本文工作-3
第2章 基于MATLAB数字频率调制仿真平台-5
2.1仿真平台-5
2.2 仿真成果-5
第3章 FSK调制与解调-9
3.1 频率调制的优势与缺陷-9
3.2二进制键控频移-9
3.2.1 2FSK的调制模型-9
3.2.2 2FSK的相干解调与误比特率-10
3.2.3 2FSK的频谱与带宽-12
3.2.4 2FSK的调制解调过程仿真-13
3.3多进制键控频移-15
3.3.1正交MFSK的调制模型-15
3.3.2 MFSK的相干解调与误码率-16
3.3.3 MFSK的频谱与带宽-17
3.3.4 MFSK的调制解调过程仿真-18
3.4 误码率仿真与结论-20
3.5 连续相位频移键控-21
3.5.1 CPFSK的相位调制与解调-21
3.5.2 CPFSK调制与解调过程仿真-23
3.5.3误码率仿真与结论-24
第4章 MSK调制-27
4.1 总结-27
4.2 最小键控频移-27
4.2.1 MSK的相位调制模型-27
4.2.2 MSK 的正交调制模型-28
4.2.3 加预编码的MSK的解调与误码率-29
4.2.4 MSK的频谱与带宽-30
4.2.4 MSK的调制解调过程仿真-30
4.3 仿真与结论-32
第5章 结论-35
参考文献-36
致 谢-37