基于MATLAB/Simulink混沌信號的2FSK調制解調仿真

權循忠

（1.淮南師范學院，安徽淮南232009；2.南京航空航天大學，江蘇南京210016）

0 概述

混沌信號是在某些確定的系統環境下，表現為一種復雜沒有規律的信息，這種信息貌似隨機的不規則的運動，不可預測。混沌信號處理在非線性領域有十分廣泛的研究價值及應用前景，處理的方法有很多，本文擬用混沌信號調制解調處理后，驗證其輸出波形依然是混沌波形。

1 2FSK調制解調系統模型的構建

1.1 2FSK調制解調系統簡介

本系統使用調頻法產生2FSK 信號、添加高斯白噪聲、使用相干解調、抽樣判決等構建模型。

2FSK的調制方式主要采用鍵控法調頻產生2FSK 信號。數字鍵控法實現二進制移頻鍵控信號，2FSK 調制就是使用兩個不同的頻率的載波信號來傳輸一個二進制信息序列。可以用二進制“1”來對應于載頻f1，而“0”用來對應于另一相載頻w2的已調波形，而這個可以用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立的頻率源w1、f2進行選擇通。

2FSK的解調方式有兩種：相干解調方式和非相干解調方式，經過大量的實驗驗證，解調方式采用相干解調，此方法在大多數情況下解調結果都比較要好。

2 2FSK調制系統方案設計

2.1 系統整體電路圖設計

正弦載波f 1是幅度為2頻率為5Hz采樣周期為0.002的信號。

設置依據：實際上載波的頻率應該很高，但這里為了調制時便于波形的對比觀察，故設為f1=5Hz。f2=10Hz的設置同理。

本設計中濾波器據選擇的是Analog FilterDesign，選用的均是巴爾沃斯濾波器，至于低通和帶通的區別只要把參數設置好就可以了，噪聲選擇的是高斯白噪聲AWEN channel。同時選用了5個示波器scope，四個載波sinewave，四個相乘器product，以及relationaloperator，移相器unitdelay和加法器等。

2.2 前置電路優化

由于本系統所輸出的信號，受制于系統電路本體，針對小信號的仿真，難于實現，設計了以共射極放大電路模塊置于接受信號前端，經過信號放大，可以有效的處理小信號仿真實現。

3 系統仿真實現

仿真流程模式：利用2FSK 調制輸出混沌信號波形，加入高斯白噪聲后波形，經過帶通濾波器并與F1相乘如圖4，經過帶通濾波器并與F2相乘所得波形最后解調出的波形圖5所示，比較圖4及圖5的波形，可以看出來波形基本一致，從而驗證了本系統設計的有效性。

4 系統誤差分析

輸入與輸出信號的電壓實際測算，以及經過系統前置放大器后輸出電壓的理論值與實際測量值的誤差比較，比較數據如表1所示，通過matlab軟件進行誤差系統分析，分析結果如圖6所示，可以看出，系統誤差呈現波動時變化趨勢。

圖2 系統整體電路圖

表1 增益計算與誤差統計

圖4 混沌信號2FSK 調制輸出波形

圖5 混沌信號2FSK 解調輸出波形

圖6 系統誤差分析

5 結論

構建2FSK 調制解調模型，針對混沌信號的調制解調處理，以及處理的信號比對，信號調制解調前后基本一致，驗證本系統對于混沌信號的處理是有效的，同時經過系統誤差分析，從趨勢圖可以看出來，也是漸進收斂的。

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