基于TMS320C5420的2FSK设计与实现

2FSK解调的DSP软件实现  

2FSK解调的方法有相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调等多种方法，这里采用正交相乘非相干解调法。 输入信号为

，经延时后信号

，其中S为延时量。两路信号相乘之后的结果为：  
  
在式(4)中，第一项经过低通滤波器后可以滤除。  
当2πf0*S=P/2时，式(4)可化简为：  
因而经过低通滤波器后，输出信号的大小为：  

，从而实现了FSK的正交相乘非相干解调。  
从以上的分析可以看出，正交相乘非相干解调法关键在于正确选择τ。这里2FSK的采样率96kHz，每一个比特采样16个样点，基带信号的载频f0为24kHz，频偏量$f为8kHz。因而在DSP的处理过程中，延时取一个样值就可满足cos(2πf0*τ)=0的条件，从而保证信号通过低通滤波器后的值为±Tbsin(2π△f*τ)。当基带信号为1时，滤波后得到一个正值；当基带信号为0时，滤波后得到一个负值，最后判决时就可根据滤波后值的正负判断。  

正交相乘非相干解调的另一个关键问题是低通滤波器的实现。为了将二倍频分量cos[4π(f0±△f)  
*t-2π(f0±△f)*τ]去除，需要将相乘后的值通过一个低通滤波器，留下cos2π(f0±△f)*τ]。为此设计了一个51阶FIR滤波器，采用汉明窗平方根升余弦滚降。FIR滤波器的差分表达式为：  


  
FIR滤波器没有反馈回路，是一个无条件的稳定系统。他的单位脉冲响应h(n)是一个有限长序列，当h(n)满足偶对称或奇对称，并且h(n)是一个实数序列时，FIR滤波器具有线性相位的特性。通过对FIR滤波器的结构和他的差分方程分析，可以看出FIR滤波器实际上是一种乘法累加运算，对不同时刻的输入乘以其加权系数，然后各项相加，不断地移位输出，这样就得到了滤波输出结果。将式(6)展开即得：  


  
由此式可见，将最新的样本与h(0)相乘，次新的样本与h(1)相乘，依次类推，最老的样本与h(N-1)相乘，然后将这51个乘积相加就得到一个y (n)。然后又读入一个新样本，则原来最新的样本变为次新的样本，原来最老的样本则被淘汰。此法的示意图如图4所示。  


图4FIR实现示意图  

在编程时，将最新的x(n)的地址给AR4，51阶的h(x)放在SCR_WAVE表中。计算时，AR4递减，且将AR4地址的值与SCR_WAVE逐个相乘，这样就实现了上述设计思想。  

结语  

基于DSP实现的2FSK调制解调器在JH5001通信实验系统中得到成功的应用，在系统硬件不变的情况下只要修改DSP的软件处理部分就能实现无线参数的改变和增加新的功能，因此软件无线电技术灵活性很强，他将有着更广泛的应用前景。