一種基于MATLAB的2FSK調制仿真方法

潘彩平 國一兵 孟祥富

摘 要：2FSK（2 Frequency Shift Keying）是一種基本的數字調制方式，廣泛應用于數字通信系統中。ITU（國際電信聯盟）建議在數據速率低于1200bit/s的時候采用2FSK體制。2FSK可以采用非相干接收方式，接收時不必利用信號的相位信息，因此特別適合應用于使用衰落信道/隨參信道（如短波無線電信道）的場合，這些信道會引起信號相位和振幅的隨機抖動和起伏。MATLAB在數據分析和處理方面具有強大的功能，集矩陣計算、數據分析、科學數據可視化等諸多功能于一個易于使用的視窗環境中，在科學研究、工程設計等科學領域提供了全面的解決方案。因此，本文提出了一種基于MATLAB的調制仿真方法，能夠對隨機信號進行2FSK調制并通過MATLAB進行仿真，得到相應波形圖。此方法能夠直觀展示2FSK調制過程中各信號的波形、快速分析信號的瞬時狀態。

關鍵詞：2FSK MATLAB 仿真

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0116-02

二進制頻移鍵控（2 Frequency Shift Keying，2FSK）是一種利用載波的頻率變化來傳遞數字信息的數字調制體制。2FSK調制系統的性能優良、易于實現，因此廣泛應用于數字通信系統中[2]。利用MATLAB進行2FSK的仿真，不僅可以得到信號處理過程中每個信號的波形以便分析，更是利用軟件的仿真環境降低了系統實現的成本[2-4]。因此，本文提出了一種基于MATLAB的2FSK調制仿真方法。

1 基于MATLAB的2FSK調制仿真方法流程設計

本文提出的2FSK調制仿真方法的流程圖如圖1所示。

如圖1所示，調制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數據作為基帶信號并放入已經定義好的數組An中。

第二，利用MATLAB中的“～”符號對基帶信號An中的元素依次取反得到反相信號Bn，使得Bn中的‘0對應An中的‘1，Bn中的‘1對應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。

第五，調用fprint（）函數把2FSK信號的各采樣點數據存入到文件中，采樣點數據之間用空格分隔。

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。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。

2 FSK調制仿真及其結果

在本文中，選取的基帶信號是文本文件中的數據，如圖2所示，圖3為信號S1（t）、S2（t）以及S（t）的波形，該圖所示波形為圖2中標示出數據的仿真結果，橫坐標均為對應的基帶信號序號。

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

3 結語

綜上所述，本文提出的基于MATLAB的2FSK調制仿真方法利用MATLAB平臺經過仿真過程的驗證，對選取的基帶信號進行調制，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] 樊昌信，曹麗娜.通信原理[M].6版.北京：國防工業出版社，2009.

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

[4] 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.