基于MATLAB/Simulink混沌信号的2FSK调制解调仿真

权循忠

（1.淮南师范学院，安徽淮南232009；2.南京航空航天大学，江苏南京210016）

0 概述

混沌信号是在某些确定的系统环境下，表现为一种复杂没有规律的信息，这种信息貌似随机的不规则的运动，不可预测。混沌信号处理在非线性领域有十分广泛的研究价值及应用前景，处理的方法有很多，本文拟用混沌信号调制解调处理后，验证其输出波形依然是混沌波形。

1 2FSK调制解调系统模型的构建

1.1 2FSK调制解调系统简介

本系统使用调频法产生2FSK 信号、添加高斯白噪声、使用相干解调、抽样判决等构建模型。

2FSK的调制方式主要采用键控法调频产生2FSK 信号。数字键控法实现二进制移频键控信号，2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。

2FSK的解调方式有两种：相干解调方式和非相干解调方式，经过大量的实验验证，解调方式采用相干解调，此方法在大多数情况下解调结果都比较要好。

2 2FSK调制系统方案设计

2.1 系统整体电路图设计

正弦载波f 1是幅度为2频率为5Hz采样周期为0.002的信号。

设置依据：实际上载波的频率应该很高，但这里为了调制时便于波形的对比观察，故设为f1=5Hz。f2=10Hz的设置同理。

本设计中滤波器据选择的是Analog FilterDesign，选用的均是巴尔沃斯滤波器，至于低通和带通的区别只要把参数设置好就可以了，噪声选择的是高斯白噪声AWEN channel。同时选用了5个示波器scope，四个载波sinewave，四个相乘器product，以及relationaloperator，移相器unitdelay和加法器等。

2.2 前置电路优化

由于本系统所输出的信号，受制于系统电路本体，针对小信号的仿真，难于实现，设计了以共射极放大电路模块置于接受信号前端，经过信号放大，可以有效的处理小信号仿真实现。

3 系统仿真实现

仿真流程模式：利用2FSK 调制输出混沌信号波形，加入高斯白噪声后波形，经过带通滤波器并与F1相乘如图4，经过带通滤波器并与F2相乘所得波形最后解调出的波形图5所示，比较图4及图5的波形，可以看出来波形基本一致，从而验证了本系统设计的有效性。

4 系统误差分析

输入与输出信号的电压实际测算，以及经过系统前置放大器后输出电压的理论值与实际测量值的误差比较，比较数据如表1所示，通过matlab软件进行误差系统分析，分析结果如图6所示，可以看出，系统误差呈现波动时变化趋势。

图2 系统整体电路图

表1 增益计算与误差统计

图4 混沌信号2FSK 调制输出波形

图5 混沌信号2FSK 解调输出波形

图6 系统误差分析

5 结论

构建2FSK 调制解调模型，针对混沌信号的调制解调处理，以及处理的信号比对，信号调制解调前后基本一致，验证本系统对于混沌信号的处理是有效的，同时经过系统误差分析，从趋势图可以看出来，也是渐进收敛的。

[1]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）.国防工业出版社，2009.5

[2]邵玉斌.Matlab/Simulink 通信系统建模与仿真实例分析.清华大学出版社，2008

[3]赵静，张瑾.基于MATLAB的通信系统仿真.北京.北京航空航天大学出版社，2007

[4]王兴亮.数字通信原理与技术（第二版）.西安电子科技大学出版社，2006

[5]徐明远.MATLAB 仿真在通信与电子工程中的应用.西安电子科技大学出版社，2005

[6]孙屹，吴磊编著.Simulink 通信仿真开发手册.国防工业出版社，2003

[7]王秉钧，王少勇，王彦杰.通信原理基本教程.北京.北京邮电大学出版社，2005