潘彩平 國(guó)一兵 孟祥富

摘 要：2FSK（2 Frequency Shift Keying）是一種基本的數(shù)字調(diào)制方式，廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）建議在數(shù)據(jù)速率低于1200bit/s的時(shí)候采用2FSK體制。2FSK可以采用非相干接收方式，接收時(shí)不必利用信號(hào)的相位信息，因此特別適合應(yīng)用于使用衰落信道/隨參信道（如短波無線電信道）的場(chǎng)合，這些信道會(huì)引起信號(hào)相位和振幅的隨機(jī)抖動(dòng)和起伏。MATLAB在數(shù)據(jù)分析和處理方面具有強(qiáng)大的功能，集矩陣計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化等諸多功能于一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，在科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)等科學(xué)領(lǐng)域提供了全面的解決方案。因此，本文提出了一種基于MATLAB的調(diào)制仿真方法，能夠?qū)﹄S機(jī)信號(hào)進(jìn)行2FSK調(diào)制并通過MATLAB進(jìn)行仿真，得到相應(yīng)波形圖。此方法能夠直觀展示2FSK調(diào)制過程中各信號(hào)的波形、快速分析信號(hào)的瞬時(shí)狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：2FSK MATLAB 仿真

中圖分類號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（b）-0116-02

二進(jìn)制頻移鍵控（2 Frequency Shift Keying，2FSK）是一種利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息的數(shù)字調(diào)制體制。2FSK調(diào)制系統(tǒng)的性能優(yōu)良、易于實(shí)現(xiàn)，因此廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中[2]。利用MATLAB進(jìn)行2FSK的仿真，不僅可以得到信號(hào)處理過程中每個(gè)信號(hào)的波形以便分析，更是利用軟件的仿真環(huán)境降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本[2-4]。因此，本文提出了一種基于MATLAB的2FSK調(diào)制仿真方法。

1 基于MATLAB的2FSK調(diào)制仿真方法流程設(shè)計(jì)

本文提出的2FSK調(diào)制仿真方法的流程圖如圖1所示。

如圖1所示，調(diào)制仿真方法具體設(shè)計(jì)如下：

第一，利用textread（）函數(shù)來讀取存放于內(nèi)存的文件中數(shù)據(jù)作為基帶信號(hào)并放入已經(jīng)定義好的數(shù)組An中。

第二，利用MATLAB中的“～”符號(hào)對(duì)基帶信號(hào)An中的元素依次取反得到反相信號(hào)Bn，使得Bn中的‘0對(duì)應(yīng)An中的‘1，Bn中的‘1對(duì)應(yīng)An中的‘0。

第三，編寫語句S1（t）=An.*cos（2*pi*f1*t）和S2（t）=Bn.*cos（2*pi*f2*t）分別將An和Bn

與頻率為f1和f2的正弦載波相乘得到兩個(gè)高頻分量S1（t）和S2（t）。

第四，編寫語句S（t）=S1（t）+S2（t）將S1（t）和S2（t）相加得到2FSK信號(hào)。

第五，調(diào)用fprint（）函數(shù)把2FSK信號(hào)的各采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)存入到文件中，采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)之間用空格分隔。

本方法利用MATLAB平臺(tái)進(jìn)行仿真，具有效率高、成本低、過程簡(jiǎn)潔清晰、數(shù)據(jù)可分析的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過改變參數(shù)得到不同的結(jié)果，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析，實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單。

2 FSK調(diào)制仿真及其結(jié)果

在本文中，選取的基帶信號(hào)是文本文件中的數(shù)據(jù)，如圖2所示，圖3為信號(hào)S1（t）、S2（t）以及S（t）的波形，該圖所示波形為圖2中標(biāo)示出數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果，橫坐標(biāo)均為對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)序號(hào)。

從圖3中可以看出，S1（t）是基帶信號(hào)本身與cos（ω1t）相乘所得，頻率為f1；S2（t）是基帶信號(hào)的反相信號(hào)與cos（ω2t）相乘所得，頻率為f2；S（t）是S1（t）和S2（t）相加所得，此結(jié)果符合理論推算結(jié)果，結(jié)論正確。

3 結(jié)語

綜上所述，本文提出的基于MATLAB的2FSK調(diào)制仿真方法利用MATLAB平臺(tái)經(jīng)過仿真過程的驗(yàn)證，對(duì)選取的基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，證明此方法可行。本文提出的仿真方案具有效率高、過程清晰、成本低廉、效果顯著等優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 樊昌信，曹麗娜.通信原理[M].6版.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

[3] 張威.MATLAB基礎(chǔ)與編程入門[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

[4] 別志松，別紅霞.系統(tǒng)與通信系統(tǒng)仿真[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2010.