基于MALTAB的2FSK信號通信機理與仿真分析

曹燁

【摘要】本文在對2FSK信號工作機理分析的基礎上，以MATLAB為仿真工具對2FSK信號的調制及解調過程進行了仿真。仿真結果與理論完全相符，對實驗教學具有一定的指導作用。

【關鍵詞】2FSK；仿真；MATLAB

隨著無線通信技術的飛速發展，數字通信技術已經取代模擬通信技術成為無線通信的主體。進一步，隨著擴頻技術的發展，尤其是跳頻和差分跳頻技術在軍事中的廣泛應用，2FSK調制技術也成為了跳頻系統中的核心技術，近年來在短波、微波、衛星通信中均被采用[1][2]。因此，開展針對2FSK信號的工作機理及仿真分析具有重要的現實意義。

一、2FSK調制工作機理

2FSK信號是利用載波的頻率變化來傳遞數字信息。在2FSK信號中，載波的頻率隨二進制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化。其表達式為：

二、2FSK解調工作機理

2FSK解調工作機理如圖1所示。由圖可知，其解調過程是將2FSK信號分解成上下兩路2ASK信號分別進行解調，然后進行判決。這里的抽樣判決是直接比較兩路信號抽樣值的大小，可以不專門設置門限，判決規則應與調試規則相呼應，調制時若規定“1"符號對應載波頻率f1，則接收時上支路的樣值較大，應判為“1”；反之判為“0”[3]。

三、2FSK信號仿真與分析

為了驗證2FSK信號的工作機理，采用的仿真參數如下：碼元速率為5bps，載波頻率為100Hz和150Hz，仿真時間1s，采樣頻率1000，信噪比10dB。進一步，以MATLAB為仿真工具對工作機理進行驗證，其仿真結果見圖2和圖3所示。仿真結果表明，基帶信號碼周期為0.1s，生成的碼序列為1111001101，2FSK信號可以看成由兩個不同載頻的2ASK信號的疊加，且載頻為150Hz和100HZ，仿真結果與實際理論相符[4][5]。

四、結論

虛擬仿真技術是檢驗理論課程的重要手段，實驗室環境下可為學生的理論學習提供幫助。進一步，以MATLAB為仿真工具對2FSK信號的產生及接收過程進行了動態仿真，從仿真結果可以直觀的看出2FSK信號是由兩個2ASK信號構成的，其頻譜中峰值處正好對應載波頻率。

參考文獻：

[1]孫學軍等.通信原理[M].電子工業出版社，2001：78-100.

[2]曹志剛等.現代通信原理[M].清華大學出版社，1992：61-87.

[3]樊昌信，曹麗娜.通信原理[M].國防工業出版社，2008：132-158.

[4]葛哲學.精通MATLAB[M].電子工業出版社，2008：2-18.

[5]張圣勤.MATLAB7.0實用教程[M].機器工業出版社，2006：90-118.