m自适应FSK解调系统误码率matlab仿真

1.算法描述

       FSK信号的解调也有非相干和相干两种，FSK信号可以看作是用两个频率源交替传输得到的，所以FSK的接收机由两个并联的ASK接收机组成。

 

(1)相干解调

 

       相干解调是利用乘法器，输入一路与载频相干的参考信号与载频相乘，通过低通滤波，滤除高频信号，即得原始信号，FSK经过带通滤波之后，可以看作是两路ASK信号，相干检测器组成的原理如下所示：

 

 

 

 

FSK相干解调结构

 

上图是一种易于实现的FSK相干解调器，还有一种最佳FSK相干解调器如下所示：

 

 

 

 

FSK最佳解调结构

 

      从图上可以看出，在接收端要产生两个已知信号s1(t)和s2(t)的波形，分别和输入波形相乘，再送往积分器，在一定时间内积分，在t=Tb时刻，将积分结果取样，并在比较器中比较判决，然后输出，整个相干解调器的性能受载波锁相环路以及位同步性能影响很大，并且在高速率的情况下，积分、取样和清洗电路难以实现，因此通常采用第一种相干解调器的结构。

 

(2)非相干解调

 

由于FSK信号中提取相干载波相对比较困难，实际工程应用中多用非相干解调法，在相同误码率的条件下，非相干解调需要的信噪比只比相干解调高1~2dB。非相干解调的种类有很多，例如：基于自适应滤波的解调法、差分检波算法、AFC环解调法、过零检测法、包络检波法等。

 

• 基于自适应滤波的解调法

 

        在自适应解调中，较常见的方法是利用自适应滤波器中的单一频率的自适应陷波器进行解调，它能提供易于控制的带宽和及其深的零点，具有自适应地跟踪载波的频率和相位的能力，它等效于有一个复权的自适应滤波器，用两个实权同时调整单一频率正弦波的幅度和相位，以跟踪原始输入信号的幅度和相位，消除干扰。如下是自适应滤波器的结构：

 

        自适应滤波中的单频跟踪技术应用于解调时，兼有解调和锁相的功能，选取适当的步长可以达到较小的传输延迟，并获得优良的解调性能。二进制FSK信号有两个调制频率，能量主要集中在这两个频率。分别采用两个自适应滤波(SFT)跟踪这两个频率的信号，即可将键控频率分量提取出来。然后经过中值滤波提取包络、积分清洗、抽样判决即可还原基带信号。

 

2.仿真效果预览

matlab2022a仿真结果如下：

 

 

 

 

3.MATLAB核心程序

 

%FSK
Bits0  = sin(2*pi*f1*t);
Bits0  = Bits0/sqrt(sum(Bits0.^2));
 
Bits1  = sin(2*pi*f2*t);
Bits1  = Bits1/sqrt(sum(Bits1.^2));
 
fsk    = [];
for i=1:NUMS
    if Bits(i)==1
       fsk=[fsk Bits1];
    else
       fsk=[fsk Bits0];
    end
end
 
%AWGN
for SNRS=0:16
    SNRS
    fskn=awgn(fsk,SNRS);
    %DETECTION
    F=[];
    for i=1:NUMS
        %FSK 解调%根据硕士论文的参考资料，这里设置判决门限为A=1
        if sum(Bits1.*fskn(1+Scale*(i-1):Scale*i))>As/2
            F=[F,1];
        else
            F=[F,0];
        end