基于DSP 的二进制频移键控的实现方法

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛基于DSP的二进制频移键控的实现方法赵顺珍（青海民族学院青海西宁810007）摘要二进制频移键控（2FSK）在电力线载波通信系统中应用广泛。本文提出了一种基于数字信号处理（DSP）时，相位连续2FSK信号的非相干差分解调方法——单零点FIR滤波器系数方法，并给出了DSP实现的结果。关键词2FSK信号；非相干差分解调；DSP；时间延迟；FIR滤波器中图分类号：TN914文献标识码：AImplementationof2

2、FSKBasedonDigitalSignalProcessing(zhaoshunzhen)（QinghaiNationalitiesUniversity,Xining,Qinghai,810007）Abstract:Frequencyshift-keying(2FSK)iswidelyusedinpowerlinecarriercommunicationsystems.Inthispaper,anewwayofthenon-coherentdifferentialdemodulationforacontinuous-pha

3、se2FSKsignal，i.e.asinglezeroFIRfiltercoefficientwaybasedonDSP,isintroduced,andtheDSPresultispresentedalso.Keywords:2FSKSignal;Non-coherentDemodulation;DSP;TimeDelay;DigitalFiltering0.引言电力载波通信系统中远动信号的传输质量直接关系到电力系统、电网及相关自动化的安全稳定和经济运行。由于载波通道上存在的干扰较大、通道波动严重，在远动传输速率不太高的情

4、况下，一般采用具有较强抗干扰能力和抗衰落能力的数字调制方式——二进制频移键控（2FSK）调制来传输信息。本文首先讨论了2FSK连续相位数字调制的实现方法，然后，介绍了一种基于数字信号处理的2FSK非相干差分数字解调方式。1.二进制频移键控(2FSK)信号调制1.1频移键控（FSK）信号数字频率调制又称频移键控（FrequencyShift-keying，FSK），是用载波的频率来传送数字消息。由于FSK系统受幅度非线性的影响小，且容易用软件来实现，所以FSK在中低速数据通信系统（如电力载波通信系统）中得到了广泛地应用。二进制频

5、移键控（2FSK）信号中只有1和0，可用两个不同的载波频率来分别表示数字信号“1”和“0”。图1所示为连续相位的二进制频移键控（2FSK）信号波形图。[1-2]由图1可以看出二进制频移键控实信号具有如下形式：⎧⎧cos(2πf1+φ1),0Tbs(t)=⎨（1）⎪⎧cos(2πf2+φ2),0Tbhttp://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛输入数据

6、输入数据d(t)d(t)0100100Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Tst二进制移频键控信号二进制移频键控信号s(t)s(t)10t-1f2f1f2f2f2f2图1连续相位的二进制频移键控（2FSK）信号波形图1.2相位连续2FSK信号的数字调制原理通常，电力载波通信中的远动信号传输速率rb为300bit/s、600bit/s、1200bit/s和2400bit/s等，为了便于信号处理，通常取采样速率fs为rb的整数倍，因此可在2FSK调制与解调系统中选取fs=9600Hz。⎧+1,d(n)=0令δ=⎨（2）⎩−1,d(n)=

7、1其中，d(n)为输入数据。假设二进制频移键控（2FSK）信号的初始相位为0，则可以得到二进制频移键控（2FSK）信号为：s(n)=cos(2πfnfs)（3）fn=fc+δ⋅f∆（4）若令φ(n)=2πfnfs，则有φ(n)=φ(n−)1+2πffs=φ(n−)1+∆φ（5）式中，∆φ=2πffs。当输入数据d(n)=0时，∆φ=2πffs=2π(fc+f∆)fs=2πf2fs；当输入数据d(n)=1时，∆=2πff=2π(f−f)f=2πff。φsc∆s1s[3]通常，取f1、f2为10的整倍数，则∆ϕ=(f1/10)⋅2

8、(π/960)或∆ϕ=(f2/10)⋅2(π/960)。采用查表法生成s(n)信号，余弦信号表格长度为960，相位变化步长为f1/10或f2/10。将数字信号s(n)进行数模转换（D/A），输出二进制频移键控模拟信号：s(t)=cos[]2π(fc+δ⋅f∆)t（6）ϕ(n−