文 献 综 述

1. 研究背景

调制解调是无线电通信设备的最基本的功能，用于在信号中解调出信息数据流。传统调制解调器采用ASIC芯片搭建，针对某一个特定的通信制式。

软件无线电是近20年兴起的一项新兴技术，其主要特征在于具备宽范围的接收前端以及可以软件重配置的解调功能，可以在一个平台上实现对多种不同信号的调制解调，并且可以通过代码升级，不断扩展可支持的信号种类。

随着无线通信技术的发展，对软件无线电的研究应用也越来越多，由最开始只在军用通信领域的应用研究逐渐发展到在民用通信领域也开始进行研究。软件无线电技术是无线通信领域的又一次技术变革，它具有的很多优点是传统无线电技术无法具有的，被看作是未来无线通信技术的发展方向，具有十分广泛的应用前景，所以也是世界各国研究的热点^[3]。

软解调是无线电监测平台的一项重要组成部分，区别于传统的通信设备，无线电监测设备需要在同一个硬件平台上实现多种不同制式信号的解调，因此需要一种软件化，能够重配置解调方法。

2. 国内外研究概况

美国贝尔通信研究室（BELLCORE）首先引入话音频带数据通信的调制解调方式来实现CID业务，并在1990年提出了相关技术建议（TR-TS-000031，ISUE3，1990年1月），该建议经过多次修改后被称为Bell202建议。数据传送采用了移频键控（FSK）方式，通常称为移频键控方式。

根据国际电报和电话咨询委员会（ITU-T）的建议，传输速率为1200波特以下的设备一般采用FSK方式传输数据。

FSK是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种方式解调时延短、电路设计简单易于实现、传输距离远、具有较强的抗干扰和抗衰落的能力，FSK在日常生活和工业控制中被广泛采用。例如CID(Calling Identity Delivery)来电显示，低速的Modem，在衰落信道（短波通信）中传输数据时，铁路系统和电力线载波通信及用交换网上的数据通信等中低速远程数据通信中。

3. FSK软解调算法研究

2FSK是二进制频移键控，它是用二进制的数字基带信号去控制正弦载波的载频。这种情况下，对应于传号和空号的载波频率分别为：f1和f2。

2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息的。在二进制情况下，1对应于载波频率f1，0对应于载波频率f2。2FSK信号在形式上如同两个不同频率交替发送的ASK信号相叠加，因此已调信号的时域表达式为：

传”0”信号（或00）时，发送频率为f1的载波；

传”1”信号（或10）时，发送频率为f2的载波；

传”2”信号（或11）时，发送频率为f3的载波；

传”3”信号（或01）时，发送频率为f4的载波；

信号的解调有很多种方法，主要包括鉴频法、差分检测法、过零检测法、相干检测法以及包络检测法等。

1.鉴频法:采用鉴频法解调2FSK信号类似于鉴频法解调FM信号。信号的瞬时频率和鉴频器的输出解调电压幅值成正比，所以鉴频器可以看成一个频率一电压幅度转换电路。实现鉴频有很多种方法，如：锁相环鉴频、斜率鉴频、移相乘积鉴频等。

当衰落信道引起信号频率选择性衰落过程，得到的基带号变化较大，严重影响定时判别，造成误码率较高。

2.差分检测法：输入的2FSK信号通过带通滤波器将无用信号过滤掉，然后分成两路，一路直接到达乘法器。另一路在经过延时后到达乘法器，两路信号做乘法运算后再通过一个低通滤波器，将其中的高频分量滤除，最后输出的就是基带信号。

针对小型软件无线电系统，受信道延迟失真很小,算法简单、占用存储空间小 。但是它受到 τ=fc/4的限制及及时延网络π/2精确度的影响，不易精确实现，在差分相乘后产生毛刺，影响定时判决。

3.过零检测法:频率的高低可以通过单位时间内经过的零点次数来衡量，2FSK信号载频不同，过零点数也不同，因此可以通过检测零点数得到频率之间的差异。

过零检测法抗噪声性能较差，在信噪比较低以及信道产生衰落时性能恶化严重,多用硬件电路实现。

4.包络检测法:输入信号通过两个带通分路滤波器将频率为f1及f2的高频脉冲滤出，而后经过包络检波器将它们的包络分别取出来。最后将两路输出都送到抽样判决器进行抽样判决。

不需要精确地恢复本地载波。在速率较高的情况下，每个码元包含的载波信号很短，加上信号的窄带特性，使带通滤波器很难对不同载波的信号做出灵敏的反映，因此采用这种方法时，应该设计性能很好的带通滤波器，才能提高解调器的灵敏度。衰落信道下，信道对不同载频信号的衰减可能不一致，且信道加性噪声的功率谱密度在两个载频处不相等，这时两路包络检波输出信号的幅度会受到较大的影响，从而影响判决，最终影响解调误码率。

5.相干检测法：首先输入信号经过两个充当分路作用的带通滤波器，其次将从带通滤波器输出的两路信号分别与相应的相干载波做相乘运算，然后再将两路做完乘积运算的信号分别通过低通滤波器滤出其中的低频信号，最后对这两路低频信号进行抽样判决，即可还原出原始的基带信号。

相干解调抗干扰性能好, 但他要求设置与发送设备中的高频载波同频同相的本地参考载波,使设备复杂，当同频同相不满足时,解调输出就会严重失真。