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：
（二进制1）
cos（2劝/+2）
（二进制0）
英实现如图所示:
图非连续相位FSK的调制框图
由于相位的不连续会造频谱扩展，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发展，越来越多地采用连继相位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：
cos[2^fcr+（/）]
SFSK
I
cos[2^fcr+2加fJinQi^dn]
—X
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0（t）是与m（t）
的积分成比例的，因而是连续的，英相应波形如图所示：
由于FSK信号的复包络是调制信号m⑴的非线性函数，确左一个FSK信号的频谱通常是相当困难的，经常采用实时平均测量的方法。
二进制FSK信号的功谱密度由离散频率分Mfc.fc+nAf.fc-nAf组成，英中n为整数。
相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幕衰落。
如果相位不连续，功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幫衰落。
FSK的信号频谱如图所示。
FSK信号的传输带宽Br,由Carson公式给岀：
Br=2Af+2B
英中B为数字基带信号的带宽。
假设信号带宽限制在主瓣范弗I，矩形脉冲信号的带宽B=R。
因此，FSK的传输带宽变为：
Br=2（Af+R）
如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：
Br=2Af+（1+a）R
義中a为滤波器的滚降因子。
在通信信道平台中，FSK的调制方案如下：
FSK信号：
s（t）=cos（wQt+2对;・t）
其中：
z当输入码为
当输入码为）
因而有：
s⑴=cosvv0Zcos2^•/-sinvv（/sin2研•t
=cosvvorcos^（r）-sinwotsinO（t）
其中：
t
&（/）=2对;/+2兀KJm⑴df
-X
如果结进行量化处理，采样速率为fs,周期为Ts,有下式成立：
0（n）=0（n-1）+2硏T+2兀
=e（n-1）+2^7；[/,+Km（n）]=—1）+2硏7；
按照上述原理，FSK正交调制器的实现为如图结构：
图FSK1E交调制器结构图
如时发送0码，则相位累加器在前一码元结束时相位&（”）基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2妙7；,直到该码元结束：
如时发送1码，则相位累加器在前一码元结朿时的相位0（"）基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2对亿,直到该码元结束。
在通信信道FSK模式的基带信号中传号采用32KHZ频率，空号采用16KHz频率，数拯传输速率为8Kbps0
在FSK模式下，不采用FEC技术。
制器提供的数据源有：
1、外加数据：
通过信道接口模块提供数据：
2、全1码：
可测试传号时的发送频率；
3、全0码：
可测试空号时的发送频率；
4、01码：
0101...交替码型，用作一般测试；
5、特殊码序列：
周期为8的码序列，以便于常规示波器进行观察；
6、m序列：
可用于对通道性能进行测试：
FSK调制器的结构如图所示：
五
1、
2.
^51w>-S步0园0-S萃W国砌迫3^^
一6KHz
■-
图FSK调制器结构示意图
、实验步骤
将通信信道平台所有的短路器均于置于1-2状态（短路器置于左侧）。
按节中的方式将通信信道平台设宜成“FSK模式S
3、检查DSP是否正常工作：
测MTP413的波形，如果有脉冲波形，说明DSP已正常工作；如果没有脉冲波形，则DSP没有正常工作，需按而板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。
4、在菜单中选择不同的输入码型：
（1）
外部数据
（2）
全1码
（3）
全0码
（4）
0/1码
（5）
特殊码序列
（6）
m序列码
5、观察发送数据测量点TP402与TP803（或TP8O4）之间的关系：
TP402是发送数据信号，TP803基带FSK波形，以TP402作为同步信号，可以看出TP402与TP8O3有明确的信号对应关系，在码元的切换点发送波形的相位连续；
6、观察TP803、TP804两测量点的波形，判断它们之间的关系。
7、观察TP803、TP804两测量点的李沙冇x・y的波形：
TP8O3与TP804为FSK的正交基带信号，英李沙冇图形应为一个圆。
在FSKjOE交调制方式中，必须采用FSK的同相支路与正交支路信号；不然如果只采用一路同相FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号，这需在后而采用较复杂的中频窄带滤波器，如图所示：
t幅度
止交调怏幅度
->—//■
中频频谱
频率
基带频谱
频率
H-//
幅度
带通泯波器
图FSK的频谱调制过程
六、实验报告
1、FSK正交调制方式与传统的一般FSK调制方式有什么区别？
其有哪些特点？
2、画岀各测量点工作波形。
3、为什么TP8O3、TP804的信号具有正交性。
实验二FSK解调实验
一、实验目的
1、了解FSK解调的基本工作原理；
2、掌握FSK数据传输过程：
二、预备知识
1、数字信号的传输工作方式与基本工作过程：
2、FSK的解调基本工作原理；
3、软件无线电的基本概念：
三、实验仪器
1、通信网络工程“通信信道平台”实验箱一台：
2、20MHz示波器一台：
四、实验原理
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相干解调要求恢复岀传号频率（f„）与空号频率（九），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FFSK解调框图如图所示：
图相干FSK的解调框图
相千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于解调，如图所示。
输入的FSK中频信号分別经过中心频为/〃、九的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在AkTh时抽样（其中k为整数），并且将这些值进行比较。
根据包络检波器输出的大小，比较器判
图非相PFSK接收机的方框图
使用非相干检测时FSK系统的平均误码率为：
P厂沁佥）
在髙斯白噪声信道环境下FSK滤波非相「解调性能较相干FSK的性能要差，但在无线衰落环境下，FSK滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。
FSK滤波非相干解调方法一般采用模拟方法来实现，该方法不太适合对FSK的数字化解调。
对于FSK的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。
3、FSK的正交相乘非相干解调
FSK的正交相乘非相干解调框图如图所示：
图FSK正交相乘非相丁解调示意图
输入的信号为
R⑴=cos（wQt±八t）
传号频率为：
w0+Avv
空号频率为：
vv0-Aw
在上图中，延时信号为：
R（/）=cos（iv0±Aw）・（t-r）
英中艸延时量。
相乘之后的结果为：
2R⑴・R⑴=2cos（vv0±△“‘）・/*cos（vv0±Aw）・（/-『）
=cos[2（±△“‘）・/一（±△“‘）・r]+cos[（iv0±Avv）・r]
在上式中，第一项经过低通滤波器之后可以滤除。
当叫）"=兀/2时，上式可简化为:
2R（f）・R（/）心sin（±Avv）・r=±sinAivr
因而经过积分器（低通滤波器）之后，输岀信号大小为：
±7；sinAwr,从而实现了
FSK的正交相乘非相干解调。
AB两点的波形如图所示：
在FSK中位是时的恢复见BPSK解调方式。
在“通信信道平台”FSK模式中，采样速率为96KHZ的采样速率（每一个比特采16个样点），FSK基带信号的载频为24KHZ,因而在DSP处理过程中，延时取1个样值。
FSK的解调框图如图所示：
图FSK的解调方框图
五、实验步骤
1、将通信信道平台所有的短路器均苣于1-2连接。
2、按节中的方法将通信信道平台设置成“FSK模式”。
3、在菜单中选择不同的输入码型：
4、在'‘通信信道平台”中，用中频电缆连接S001、S002,使其在中频上进行自环连接，即自发自收。
5、检查DSP是否正常工作：
测量TP413的波形，如果有脉冲波形，说明DSP已正常工作；如果没有脉冲波形，则DSP没有正常工作，需按而板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。
6、测量接收基带测量点TP605与测量点TP402发码（以它作同步）的波形，比较英两者的对应关系，它与发送端基带波形有什么不同（TP8O3与TP402的波形观察效果）,并解释原因。
7、以TP101（发送时钟）信号为同步，在不同的测试码序列下测STP102（接收时钟）的抖动情况，为什么在全0或全1码下观察不到位宦时的抖动。
8、位宦时调整观察：
TP413为DSP调整之后的最佳抽样时刻，它与TP401具有明确的相位关系。
（1）在输入测试数据为n】序列时，用示波器同时观察TP401（发端时钟，观察时以它作同步）、TP413（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。
（2）不断按确认键（此时仅对DSP位泄时环路初始化），观察TP413的调整过程。
（3）在测试数据为全1或全0码时重复该实验，并解释原因。
（4）断开S002接收中频接头，在没有接收信号的情况下重复该步实验，并解释原因。
9、观察在各种输入码字下FSK的解调工作时的主要波形。
六、实验报告
1、画岀各测量点的工作波形；
2、位左时的调整过程，并说明输入码字对位定时恢复的影响？
在实验通信中为什么要加扰码措施？
3、说明信道频差对FSK解调性能的影响；
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