作者/毛昕蓉，陈蓉(西安科技大学通讯与信息工程学院, 陕西 西安 710054)
摘要：四相相移键控(QPSK)以及频移键控(2FSK)为常用的短距离无线数字通讯制式，凭仗杰出的抗搅扰功能以及简略的完结办法，在通讯范畴有着较为广泛的使用。QPSK频谱使用率比较高、抗搅扰性强，广泛使用于各种通讯体系。2FSK完结办法简略，可异步传输，抗噪和抗衰减功能好，在中低速数据传输中广泛使用。本文对QPSK与2FSK两种调制解调技能进行研讨，依据二者调制解调原理，介绍一种新颖的调制解调办法，即QPSK与2FSK混合调制解调。对传统QPSK和2FSK单一调制办法进行改善，将信号混合在一起，通过同一信道一起发射，一起接纳解调，进步信道使用率。
关键词：QPSK;2FSK;混合调制
1 体系概述
尽管数字调制和解调技能品种繁复，但随着现代通讯需求的增加，人们对调制技能的抗搅扰、天抗式微、频谱使用和差错功能提出了越来越高的要求。单一的调制解调技能早已不能够到达人们的要求，因而本文提出了一种混合调制解调技能，以满意现代通讯的需求。
本文对传统的QPSK和2FSK单调制办法进行了改善，对QPSK和2FSK调制信号进行了混合调制。QPSK码率为2 Mbps，体系时钟频率为16
MHz，在9 dB信噪比情况下误码率小于0.1%;2FSK码率为10 kbps，体系时钟频率为16 MHz，在 9 dB信噪比情况下误码率小于0.1%。
图1是发射机体系的框图。原始信号分为两个信号：输入1，输入2，别离进行QPSK调制以及2FSK调制。由QPSK调制发生的I路信号与2FSK调制发生的I路信号彼此叠加，由QPSK调制发生的Q路信号和2FSK调制生成的Q路信号彼此叠加。将得到的两路信号通过数字上变频模块组成一路中频信号，其载波频率为4
MHz，混频后进行发射。
图2为接纳机体系框图。首要将接纳到的RF信号经ADC采样量化，使其成为频率为4
MHz的中频信号，通过数字下变频模块与本振信号相乘，通过滤波别离取得I路与Q路的混合信号(此刻的两路混合信号即为发射机端的两路混合信号)，把两路混合信号别离送入2FSK解调模块与QPSK解调模块，依据QPSK和2FSK的特色别离对其做相应的模块解调作业。
2 仿真丈量成果
2.1 QPSK调制模块仿真
在QPSK发射机中，信源发生的二进制基带信号通过串并转化后生成生两路BPSK信号，然后别离通过双极性改换和16倍“0”值插值。插值后引进了镜像频谱，而且信号的频带变窄，如图3所示。因而要将“0”值插值后的信号通过低通滤波，滤除镜像频谱。低通滤波后，基带信号的频域波形如图4所示：
从滤波后的频域波形中能够发现，低通滤波器将“0”值插值后信号中发生的镜像频带彻底过滤掉了，只保留了原始基带信号的频率信息。这样就得到了QPSK的基带调制信号。
2.2 2FSK调制模块仿真
图5所示为20 KHz的正弦NCO和40
KHz正弦NCO的输出信号接当选通器，生成的2FSK_I路信号，将两个频率的余弦NCO输出信号接入另一个选通器，生成2FSK_Q路信号，Q路与I路信号一直有着90°相位差，选用这种特别波形，在码元相关时，一个周期内只会生成一个相关峰，大大优化了峰值检测和判定的准确度。图6所示波形为I路的2FSK信号与QPSK信号相加后的波形。
2.3 QPSK解调模块仿真
混合信号的频谱重量包括20 KHz、40 KHz、1 MHz，在发射端通过正交上变频模块通过4 MHz的上变频后，频谱进行了4
MHz的搬移，因而在承受端需首要通过4 MHz的下变频，然后通过一个截止频率为4
MHz的低通滤波器，滤除剩余的频谱重量，便得到了频谱在0邻近的2FSK频谱重量和QPSK频谱重量，再通过一个截止频率为50
KHz的高通滤波器，咱们便能得到仅含QPSK频率重量的频谱图，然后滤掉2FSK进行QPSK的解调。
在QPSK解调中，咱们采纳星座图解调的办法，首要进行两个16
bit的前头码相关，找到相关峰后如图7，便能够确认信号的开始方位建立新的星座图坐标系如图8所示。
2.4 2FSK接纳机体系定点仿真
正交解调后，咱们将2FSK信号进行了40倍抽取，这样是为了下降采样频率和采样点数，下降数据处理量。对I路与Q路信号别离进行码元“0”和码元“1”相关，相关后求平方和，然后得到数值为正的相关峰。进行相关后的波形如图9、10所示。图中很简单看出两种符号相关后的波形存在类似于“互补”状况的幅值，每个相关峰对应检测出一个2FSK数据，终究解调得到2FSK波形。
2.5 混合调制形式下功能测验
在通讯过程中，难免会引进噪声，白噪声是通讯中常常遇到的噪声中的一种，在噪声的搅扰下，会影响通讯体系的有效性和可靠性，因而需求进行功能评价。依据体系功能要求，对噪声从0
dB~11 dB进行测验，找到误码率到达千分之一以下时的信噪比。如图为误码率曲线：
从图中能够发现QPSK在8 dB时，误码率为千分之 一，到达误码要求;2FSK误码率在8 dB时低于千分之一，满意体系要求。
3 定论
本文对传统的2FSK和QPSK单一调制办法进行了深化学习和改善，将两种调制信号进行混合，在同一信道完结一起接纳和解调，完结了QPSK与2FSK混合调制解调，提升了传输信道的频带使用功率。别的，本文为完结其它混合形式的调制奠定根底，信任在不久的将来会有更多的混合调制出现。
参考文献
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本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第3期第66页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
