目录
1.引言
2.算法仿真效果
3.算法涉及理论知识概要
3.1 扩频
3.2 插入导频
3.3 2FSK调制
3.4 2FSK解调
3.5 帧同步
3.6 基于相关峰的定时点提取
3.7 采样判决
3.8 解扩
4.Verilog核心接口
5.参考文献
6.完整算法代码文件获得
1.引言
基于FPGA的2FSK通信链路实现,系统包括2FSK调制模块，2FSK相干解调模块，AWGN信道模块，误码统计模块，数据源模块，基于相关峰提取的帧同步和定时点提取模块，扩频解扩等。
2.算法仿真效果
vivado2022.2测试
设置SNR=15db
设置SNR=3db
设置SNR=-5db
局部放大：
3.算法涉及理论知识概要
整体系统结构如下所示：
3.1 扩频
用伪随机码(伪码)c(k)(周期为N，c(k)∈{+1,−1} )扩展信号带宽，实现抗干扰。扩频后信号
3.2 插入导频
插入已知导频序列p(t) ，用于接收端帧同步。导频序列为PN序列，插在数据帧的前面。
3.32FSK调制
在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1 和0）。产生FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK 信号称为不连续FSK 信号。由于相位的不连续会造频谱扩展，这种FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连继相位FSK调制技术。目前较常用产生FSK 信号的方法是，首先产生FSK 基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幂衰落。如果相位不连续，功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落。
在二进制频移键控（2FSK）中，当传送“1”码时对应于载波频率，传送“0”码时对应于载波频率。 2FSK信号波形可看作两个2ASK信号波形的合成，下图是相位连续的2FSK信号波形。
3.4 2FSK解调
FSK信号的解调也有非相干和相干两种，FSK信号可以看作是用两个频率源交替传输得到的，所以FSK的接收机由两个并联的ASK接收机组成。
FSK:频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。
3.5 帧同步
在数字通信中，信息通常是以帧为单位进行组织和传输的。帧同步的目的是确定每一帧的起始位置，以便接收端能够正确地解调出每帧中的数据。
设发送的帧结构为：帧同步码 + 信息码元序列 。帧同步码是具有特定规律的码序列，用于接收端识别帧的起始。
帧同步的过程就是在接收序列中寻找与帧同步码匹配的位置，一旦找到匹配位置，就确定了帧的起始位置，后续的码元就可以按照帧结构进行正确的划分和处理。
3.6 基于相关峰的定时点提取
在接收信号中，通过寻找与本地已知序列（如训练序列或导频序列）的相关峰来确定定时点。具体来说，将接收信号与本地序列进行相关运算，当两者的相位和时间对齐时，相关值会出现峰值，这个峰值点对应的位置就是最佳的定时点，用于确定信号的采样时刻，以保证后续信号处理的准确性。
3.7 采样判决
在确定了定时点后，对接收信号进行采样，将采样值与预设的判决门限进行比较，根据比较结果确定接收信号的电平值，从而恢复出原始的二进制比特流。
3.8 解扩
用与发射端同步的伪码压缩带宽，恢复原始数据。伪码同步后，解扩输出：
在本课题中，伪码同步采用的是伪码峰值判决的方法，当出现峰值时，说明此时伪码同步。
4.Verilog核心接口
5.参考文献
[1]程晓畅,苏绍景,王跃科,等.伪随机码超声扩频测距系统设计与算法[J].测试技术学报, 2007, 21(1):5.DOI:10.3969/j.issn.1671-7449.2007.01.016.
[2]张歆,彭纪肖,李国梁.采用FSK调制的直接序列扩频水声通信技术[J].西北工业大学学报, 2007, 25(2):4.DOI:10.3969/j.issn.1000-2758.2007.02.005.
6.完整算法代码文件获得
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