一種基于MATLAB的2FSK相干解調仿真方法國一兵

潘彩平　葉文慧

摘 要：2FSK（2 Frequency Shift Keying）是一種廣泛應用于數字通信系統中的基本數字調制方式，它是利用二進制的數字信號控制正（余）弦波頻率隨著二進制信號的變化而變化。二進制數字信號由兩個不同的符號“0”和“1”組成，所以2FSK已調信號有兩個不同的頻率。2FSK方法簡單，容易實現，抗噪聲和抗衰落性能較好，解調也不需要恢復本地載波，可以進行異步傳輸。MATLAB是一種解釋性執行語言，它擁有強大的計算、仿真等功能。由于它的易使用性和可擴充性，MATLAB成為了科研過程中的重要工具。基于以上所述，本文提出了一種基于MATLAB的2FSK解調仿真方法。

關鍵詞：2FSK MATLAB 解調 仿真

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0092-02

二進制頻移鍵控（2 Frequency Shift Keying，2FSK）是一種利用載波頻率的變化來傳遞信息的數字調制體制。2FSK調制解調系統的性能優良、易于實現，因此廣泛應用于數字通信系統中。利用MATLAB進行2FSK解調的仿真，不僅可以得到信號處理過程中每個信號的波形便于分析，更是利用軟件的仿真環境降低了系統實現的成本。2FSK解調常用的有非相干解調和相干解調兩種方法。而相干解調方法的性能優于非相干解調，因此，本文提出了這種基于MATLAB的2FSK相干解調仿真方法。

1 基于MATLAB的2FSK解調仿真方法流程設計

1.1 2FSK解調仿真流程

本文提出的2FSK解調仿真方法流程圖如圖1所示。

如圖1所示，解調仿真方法具體設計如下。

第一，利用textread（）函數來讀取存放于內存的文件中已調數據作為信源S（t）。

第二，調用fir1（）函數設計兩個帶通濾波器，將S（t）分別經過這兩個帶通濾波器，得到中心頻率為f1和f2的兩個信號。

第三，將這兩個信號分別與載波為f1和f2的正弦載波相乘得到兩個高頻信號R1（t）和R2（t）。

第四，調用fir1（）函數設計兩個低通濾波器，將R1（t）和R2（t）分別經過對應濾波器得到低頻分量。

第五，運用循環和判斷實現抽樣判決得到最后的解調信號，判決過程為：若R1（t）> R2（t）的個數大于一個碼元對應采樣點個數的80%則判斷為1，否則為0。

第六，調用fprint（）函數把解調信號存入到文件中。

本方法利用MATLAB平臺進行仿真，具有效率高、成本低、過程簡潔清晰、數據可分析的優勢[1-3]。在實際應用中，可以通過改變參數得到不同的結果，對所得結果進行對比和分析，實現更簡單。

1.2 FSK解調仿真及其結果

本文中，基帶信號的數據如圖2所示，發送端碼元速率為1Baud，已調信號各采樣點的對應數據為如圖3所示，圖4展示了R1（t）、R2（t）以及解調信號R（t）的波形，其中R1（t）和R2（t）的橫軸和縱軸分別代表時間和信號幅度，R（t）的橫坐標表示碼元序號，縱坐標表示碼元幅度，例如第4個碼元為：“0”，第五個碼元為“1”，則在橫坐標“5”的開始處發生縱坐標的變化。

解調信號R（t）如圖5所示。由圖中的數據可以看出，解調信號和基帶信號是相同的，此方法能夠得到正確信息，獲取發送者意圖，結論正確[4]。

2 結語

綜上所述，本文提出的基于MATLAB的2FSK解調仿真方法可行，能夠正確解調所收信號。此方法具有效率高、過程清晰、成本低廉、效果顯著等優勢。

參考文獻

[1] 鄧華.MATLAB通信仿真及應用實例講解[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[2] 王欽笙，毛京麗，朱彤.數字通信系統[M].北京：北京郵電大學出版社，2003.

[3] 別志松，別紅霞.系統與通信系統仿真[M].北京：北京郵電大學出版社，2010.

[4] 樊昌信，曹麗娜.通信原理[M].6版.北京：國防工業出版社，2009.