基于MALTAB的2FSK信號通信機(jī)理與仿真分析

曹燁

【摘要】本文在對2FSK信號工作機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，以MATLAB為仿真工具對2FSK信號的調(diào)制及解調(diào)過程進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果與理論完全相符，對實驗教學(xué)具有一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】2FSK；仿真；MATLAB

隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字通信技術(shù)已經(jīng)取代模擬通信技術(shù)成為無線通信的主體。進(jìn)一步，隨著擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展，尤其是跳頻和差分跳頻技術(shù)在軍事中的廣泛應(yīng)用，2FSK調(diào)制技術(shù)也成為了跳頻系統(tǒng)中的核心技術(shù)，近年來在短波、微波、衛(wèi)星通信中均被采用[1][2]。因此，開展針對2FSK信號的工作機(jī)理及仿真分析具有重要的現(xiàn)實意義。

一、2FSK調(diào)制工作機(jī)理

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

二、2FSK解調(diào)工作機(jī)理

2FSK解調(diào)工作機(jī)理如圖1所示。由圖可知，其解調(diào)過程是將2FSK信號分解成上下兩路2ASK信號分別進(jìn)行解調(diào)，然后進(jìn)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(shè)置門限，判決規(guī)則應(yīng)與調(diào)試規(guī)則相呼應(yīng)，調(diào)制時若規(guī)定“1"符號對應(yīng)載波頻率f1，則接收時上支路的樣值較大，應(yīng)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(jī)理，采用的仿真參數(shù)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(jìn)一步，以MATLAB為仿真工具對工作機(jī)理進(jìn)行驗證，其仿真結(jié)果見圖2和圖3所示。仿真結(jié)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(jié)果與實際理論相符[4][5]。

四、結(jié)論

虛擬仿真技術(shù)是檢驗理論課程的重要手段，實驗室環(huán)境下可為學(xué)生的理論學(xué)習(xí)提供幫助。進(jìn)一步，以MATLAB為仿真工具對2FSK信號的產(chǎn)生及接收過程進(jìn)行了動態(tài)仿真，從仿真結(jié)果可以直觀的看出2FSK信號是由兩個2ASK信號構(gòu)成的，其頻譜中峰值處正好對應(yīng)載波頻率。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫學(xué)軍等.通信原理[M].電子工業(yè)出版社，2001：78-100.

[2]曹志剛等.現(xiàn)代通信原理[M].清華大學(xué)出版社，1992：61-87.

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

[4]葛哲學(xué).精通MATLAB[M].電子工業(yè)出版社，2008：2-18.

[5]張圣勤.MATLAB7.0實用教程[M].機(jī)器工業(yè)出版社，2006：90-118.