基于改进多相滤波的多路2FSK调制实现方法

关 键词 ：多相 滤 波 ；多路 频移 键 控调 制 ；Ⅳ倍 子信 道教 插 值 ；快 速傅 里 叶 变换
中 图分 类 号 ：ＴＮ９１４
文献 标识 码 ：Ａ
文 章 Байду номын сангаас号 ：２０９５—５８３９（２０１６）０１—００１７．０４
频 移 键 控 （ＦＳＫ）调 制 方 式 以 其 实 现 容 易 、抗 噪 声 和 抗 衰 落 性 能 好 的 突 出优 点 ，在 调 频 广 播 、 光 通 信 、轨 道 通 信 、水 下 通 信 、抗 干 扰 通 信 及 电 力控 制 等 中低 速 数 据传 输 中得 到 了广 泛
倍 数 等 于 子信 道 数 的情 况 ，而 对 于 内插 倍 数 为 子 信 道数 Ⅳ倍 的情 况 ，并 非 最优 结 构 ． 本 文结 合 某 卫 星 通信 上 行 信 道设 计 ，以均 匀离 散 傅 里 叶变 换
ｆＤＦＴ）综 合 滤 波 器 的多 相 滤 波 模 型 为 基 础 ，导 出 了一 种 适 用 于 Ⅳ倍 子 信 道 数 插 值 的 改进 多 相滤 波 模 型 ，将 其 应 用 于多 路 ２ＦＳＫ调 制 ，并 结 合 信道 特征 对该模 型进行 了进一步 简化．
魏 鹏 ， 李勇华ｚ， 洪 进 ｓ
（１．总参谋部第 ６３研究所，南京 ２１０００７；２．空军空 降兵学院，桂林 ５４１００３；３．空军预警 学院，武汉 ４３００１９）
摘 要 ：针 对 多路 ＦＳＫ调 制在 工程 实现 中 占用资 源较 多的 问题 ，提 出了一 种 多路 ２ＦＳＫ调 制 的 多相 滤 波 实现
第 ３０卷 第 １期 ２０１６年 ２月
空 军 预 警 学 院 学 报
Ｊｏｕｒｎ ａｌ ｏｆ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅａｒｌｙ Ｗ ａｒｎ ｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ
Ｖ０１．３０ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１６
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—５８３９．２０１６．０１．００５
基于改进 多相滤 波的多路 ２ＦＳＫ调 制实现 方法
１８
空 军 预 警 学 院 学 报
２０１６互
频 偏 能 力 ，各 路 调 制 占用 较 宽 频 带 ，即 Ｂ ＝８ｖ ， 所 以采样 频 率 ＝８Ｍｖ。，Ｍ路 ２ＦＳＫ调 制信 号 均 匀 分 布 于 ［Ｏ，朋 频 段 中 ，第 ｋ路 调 制 信 号 中 符 号 ０ 占用频 点 （４ｋ一３）ｆ／（４Ｍ），符号 １占用频点 （４ｋ一２）Ｌ／ （４ ．
，０ ）
厶（
２ＦＳＫ
删
— ■ ；
匾 Ｉｇｑ（ｍ） 一
幅度 ／ｄＢｍ
（ａ） 时 域
ｔｏ（ｍ） Ｉｉ（ｍ）
ＩＭ－１（ｍ） 频 率 ／ｋＨｚ
（ｂ） 频 域
图 １ Ｎ路 ２ＦＳＫ调 制 的 时 域 和 频 域 示 意 图
收 稿 日期 ：２０１５－１２—１１ 基 金项 目 ：国家 自然科 学基 金资助项 目（６１３０１１５８） 作者 简介 ：魏 鹏（１９８３一），男 ，工 程师 ，硕士 ，主要 从事卫 星通信 研究
实现方法的运行时钟 、运算量及 消耗资源的仿 真比较．仿真结果表明，改进 多相滤波模型可以在原 多相滤波的基
础 上将 运 行 时钟 降低 Ⅳ倍 ，其 简化 形 式 能 以 更低 的 时钟 完成 多路 ２ＦＳＫ调 制 ，同时有 效 降低 运 算量 ，节 省 资 源开
销 ，适合 于ＦＰＧＡ等 可 编程 器件 的 实现 ，具 有很 好 的 工程 实用价 值 ．
１ 多路 ２ＦＳＫ调制信道模型
图 １是 Ⅳ路 ２ＦＳＫ调 制 的 时 域 和 频 域 示 意 图 ． 路 ２ＦＳＫ调 制 的 输 入 信 号 表 示 为 （ ）
＝ ０，１，… ， 一１），各 路 信 息 速 率 为 ｖ。，采 样 频 率 为 ，为 保 证 较 高 的频 率 分 辨 率 及 较 强 的抗
／２，
ＦＦＴ模 块 仍 然 工 作 在 ＭＡｒ １，。／２的 高 时 钟 频 率 ，当
Ⅳ值 较 大 时 ，实 际 系统 中难 以实 现 ． ⑤ 基 于 多相
滤 波 的 方 法 ． 可 在 降 低 资 源 消 耗 的 同时 降 低 系 统 时 钟 ，但 其 仅适 用 于 子 信 道 均 匀 分 布 ，且 内插
方 法． 首先 ，以均 匀ＤＦＴ综 合 滤波 器 的 多相 滤 波模 型 为基 础 ，给 出了适 用 于Ⅳ倍 子信 道数 插 值 的 改进 多相 滤波 模
型 ，并 结合 多路 ２ＦＳＫ调制 的 信道 特 征 对此 模 型进 行 简化 ；然后 给 出 了理论 推 导及 其 实现 框 图 ；最后 给 出了与其 他
的 应 用 ． 为 了 提 高 数 据 传 输 速 率 或 支 持 频 分 多
址 （ＦＤＭＡ）传 输 方 式 ，实 现 多 路 ＦＳＫ调 制 是 必 要
的 ，并 且 有 多 种 实现 方 法 可 选 ．① 直 接 调制 法 ．
可 用 一 个 数 控 振 荡 器 （Ｎｃ０）产 生 一 路 ＦＳＫ调 制 ，
调 制 的结 果 ． 由此 ，Ⅳ路 频 谱 均 匀 分 布 的 ＭＦＳＫ
调 制 可 用 ＭｘＮ点 的 ＦＦＴ结 构 来 实 现 ． 该 方 法 虽
然 避 免 了使 用 众 多 的 ＮＣＯ，但 实 际 的 ＦＦＴ模 块 ，
例 如 ＦＰＧＡ提 供 的 ＩＰ核 ，是串行输入输 出 ，设每路
信 号 速 率 为 ｖ ，则 采 样 频 率 需 满 足
方便 直 观 ，而 且 特别 适 合 于 在 现场 可 编 辑 门 阵列
（ＦＰＧＡ）中实现 ．② 基于 ＲＯＭ 的查 找表 法 ．③直 接 用 ＦＰＧＡ逻 辑 单 元 实 现 的方 法 ．② 和 ③ 方 法 在 调 制路 数 较 小 时非 常适 合 ，但 当调 制 多 达上 百 路 时 ，所 占用 的资 源是 系统 无法 承 受 的．④ 基 于 快 速 傅 里 叶 变 换 （ＦＦＴ）的 实 现 方 法 ． 可 将 每 路 ＭＦＳＫ调 制 看 作 个 等 间隔 的单 音 信 号 受 ０或 １