基于DSTFT的FSK信號的解調(diào)

1 引言

移頻鍵控(FSK)是數(shù)字通信中一種常見的調(diào)制方式，由于它解調(diào)延時短、電路設計簡單、易于實現(xiàn)而且具有較強的抗干擾和抗衰落的能力，因而廣泛地應用于電力線載波通信及公用交換網(wǎng)上的數(shù)據(jù)通信等中低速遠程數(shù)據(jù)通信中。在傳統(tǒng)的移頻鍵控信號的數(shù)字解調(diào)理論中，可以分為兩大類：一類是相干方式解調(diào)，另一類是非相干方式解調(diào)。相干數(shù)字解調(diào)接收質(zhì)量最佳，但在其解調(diào)過程中恢復出具有精確頻率和相位的相干信號較為困難，所需設備也較復雜。而采用非相干數(shù)字解調(diào)方法，可根據(jù)數(shù)字移頻鍵控信號的特點，在接收端不需要相干信號，因而被廣泛使用。但是現(xiàn)有的解調(diào)2FSK信號的方法，大多采用時域解調(diào)的方式，本文提出了一種利用離散短時傅里葉變換(DSTFT)在時域和頻域解調(diào)2FSK信號的新方法。

2 利用DSTFT方法解調(diào)2FSK信號

2.1 離散短時傅里葉變換

離散短時傅里葉變換定義為：

其中：x(n)為輸入信號序列，w(n)為移動窗函數(shù)，N為窗寬度。由式(1)可見，DSTFT實際上是加移動窗的離散傅里葉(DFT)變換，窗函數(shù)w(n)一般對窗中心對稱，其作用是取出x(n)在n時刻附近的一小段信號進行傅里葉變換。

短時傅里葉變換具有明顯的物理意義，它可以看作是信號x(n)在“分析時間”n附近的“局部頻譜”，當n變化時，得到信號頻率隨時間n變化的規(guī)律?？梢钥闯?，DSTFT將時域和頻域組合在一起，反映了某一時間點附近的頻率分布情況，因而可以提取頻率局域化信息。

根據(jù)DSTFT的原理，提出了一種用它解調(diào)BFSK信號的方案，整個系統(tǒng)實現(xiàn)框圖如圖1所示。

2.2 判決算法

典型的2FSK離散數(shù)字信號可表示為：

其中，A(i)代表第i個碼元，N代表碼元寬度，f1和f2是信號的兩個載頻(分別代表數(shù)據(jù)0，1)，fs是采樣率。