一種基于MATLAB的2FSK相干解調(diào)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(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中的基本數(shù)字調(diào)制方式，它是利用二進制的數(shù)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(shù)字信號由兩個不同的符號“0”和“1”組成，所以2FSK已調(diào)信號有兩個不同的頻率。2FSK方法簡單，容易實現(xiàn)，抗噪聲和抗衰落性能較好，解調(diào)也不需要恢復(fù)本地載波，可以進行異步傳輸。MATLAB是一種解釋性執(zhí)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?；谝陨纤?，本文提出了一種基于MATLAB的2FSK解調(diào)仿真方法。

關(guān)鍵詞：2FSK MATLAB 解調(diào) 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(shù)字調(diào)制體制。2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能優(yōu)良、易于實現(xiàn)，因此廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。利用MATLAB進行2FSK解調(diào)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(huán)境降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的成本。2FSK解調(diào)常用的有非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩種方法。而相干解調(diào)方法的性能優(yōu)于非相干解調(diào)，因此，本文提出了這種基于MATLAB的2FSK相干解調(diào)仿真方法。

1 基于MATLAB的2FSK解調(diào)仿真方法流程設(shè)計

1.1 2FSK解調(diào)仿真流程

本文提出的2FSK解調(diào)仿真方法流程圖如圖1所示。

如圖1所示，解調(diào)仿真方法具體設(shè)計如下。

第一，利用textread（）函數(shù)來讀取存放于內(nèi)存的文件中已調(diào)數(shù)據(jù)作為信源S（t）。

第二，調(diào)用fir1（）函數(shù)設(shè)計兩個帶通濾波器，將S（t）分別經(jīng)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(diào)用fir1（）函數(shù)設(shè)計兩個低通濾波器，將R1（t）和R2（t）分別經(jīng)過對應(yīng)濾波器得到低頻分量。

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

第六，調(diào)用fprint（）函數(shù)把解調(diào)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(shù)據(jù)可分析的優(yōu)勢[1-3]。在實際應(yīng)用中，可以通過改變參數(shù)得到不同的結(jié)果，對所得結(jié)果進行對比和分析，實現(xiàn)更簡單。

1.2 FSK解調(diào)仿真及其結(jié)果

本文中，基帶信號的數(shù)據(jù)如圖2所示，發(fā)送端碼元速率為1Baud，已調(diào)信號各采樣點的對應(yīng)數(shù)據(jù)為如圖3所示，圖4展示了R1（t）、R2（t）以及解調(diào)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(fā)生縱坐標的變化。

解調(diào)信號R（t）如圖5所示。由圖中的數(shù)據(jù)可以看出，解調(diào)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(fā)送者意圖，結(jié)論正確[4]。

2 結(jié)語

綜上所述，本文提出的基于MATLAB的2FSK解調(diào)仿真方法可行，能夠正確解調(diào)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(yōu)勢。

參考文獻

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[2] 王欽笙，毛京麗，朱彤.數(shù)字通信系統(tǒng)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2003.

[3] 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.

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