基于MALTAB的2FSK信号通信机理与仿真分析

曹烨

【摘要】本文在对2FSK信号工作机理分析的基础上，以MATLAB为仿真工具对2FSK信号的调制及解调过程进行了仿真。仿真结果与理论完全相符，对实验教学具有一定的指导作用。

【关键词】2FSK；仿真；MATLAB

随着无线通信技术的飞速发展，数字通信技术已经取代模拟通信技术成为无线通信的主体。进一步，随着扩频技术的发展，尤其是跳频和差分跳频技术在军事中的广泛应用，2FSK调制技术也成为了跳频系统中的核心技术，近年来在短波、微波、卫星通信中均被采用[1][2]。因此，开展针对2FSK信号的工作机理及仿真分析具有重要的现实意义。

一、2FSK调制工作机理

2FSK信号是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK信号中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。其表达式为：

二、2FSK解调工作机理

2FSK解调工作机理如图1所示。由图可知，其解调过程是将2FSK信号分解成上下两路2ASK信号分别进行解调，然后进行判决。这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限，判决规则应与调试规则相呼应，调制时若规定“1"符号对应载波频率f1，则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之判为“0”[3]。

三、2FSK信号仿真与分析

为了验证2FSK信号的工作机理，采用的仿真参数如下：码元速率为5bps，载波频率为100Hz和150Hz，仿真时间1s，采样频率1000，信噪比10dB。进一步，以MATLAB为仿真工具对工作机理进行验证，其仿真结果见图2和图3所示。仿真结果表明，基带信号码周期为0.1s，生成的码序列为1111001101，2FSK信号可以看成由两个不同载频的2ASK信号的叠加，且载频为150Hz和100HZ，仿真結果与实际理论相符[4][5]。

四、结论

虚拟仿真技术是检验理论课程的重要手段，实验室环境下可为学生的理论学习提供帮助。进一步，以MATLAB为仿真工具对2FSK信号的产生及接收过程进行了动态仿真，从仿真结果可以直观的看出2FSK信号是由两个2ASK信号构成的，其频谱中峰值处正好对应载波频率。

参考文献：

[1]孙学军等.通信原理[M].电子工业出版社，2001：78-100.

[2]曹志刚等.现代通信原理[M].清华大学出版社，1992：61-87.

[3]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].国防工业出版社，2008：132-158.

[4]葛哲学.精通MATLAB[M].电子工业出版社，2008：2-18.

[5]张圣勤.MATLAB7.0实用教程[M].机器工业出版社，2006：90-118.