内容发布更新时间 : 2025/1/5 23:31:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验二 基于simulink的2ASK有扰通信系统仿真

一、实验目的

1、熟悉2ASK系统的调制、解调原理

2、进一步熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台 3、提高学生分析问题和解决问题的能力 二、实验原理 1、2ASK调制原理 a)2ASK的时间波形

振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。 设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为

s(t)??ang(t?nTS)

nP?0发送概率为其中，an??

1-P?1发送概率为Ts是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:

?10?t?Tsg(t)???0其他

则二进制振幅键控信号可表示为

??s2ASK(t)?s(t)cos?ct???ang(t?nTs)?cos?ct

?n?典型波形如图1-1所示

图1-1 典型2ASK波形

由图1-1可以看出，2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。 b)2ASK信号的功率谱密度

由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程，所以调制后的二进制数字信号也是一个随机过程，因此在频率域中只能用功率谱密度表示。2ASK 信号功率谱密度的特点如下：

(1)由连续谱和离散谱两部分构成，连续谱由调制信号g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；

(2)已调信号波形的带宽是基带脉冲波形带宽的2倍。 2ASK信号功率谱密度推导：

设调制信号s(t)为单极性不归零码，码元间隔为Ts，高电平设为A，低电平为0，

A2TsA22Sa(?fTs)??(f) 则s(t)的功率谱Ps(f)为 Ps(f)?44??已调信号为s2ASK(t)?s(t)cos?ct???ang(t?nTS)?cos?ct，其功率谱为

?n?A2TsPe(f)?16?sin?(f?f)T2sin?(f?f)Tcscs???(f?fc)Ts?(f?fc)Ts??2?A2????(f?fc)??(f?fc)?16??

图1-2 2ASK信号的功率谱密度示意图

图中，fb?1，为调制信号s(t)的带宽，数值上也等于码元速率。 Tsc)2ASK信号的产生

在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：

模拟相乘法：通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法，其电路如图1-3所示。在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。

数字键控法：用开关电路控制输出调制信号，当开关接载波就有信号输出，当开关接地就没信号输出，其电路如图1-4所示。

图1-3 模拟相乘法 图1-4 数字键控法

2、2ASK解调原理

2ASK/OOK信号有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的接收系统如图1-5、图1-6所示。

图1-5 非相干解调方式（包络检波法）

图1-6 相干解调方式（同步检测法）

带通滤波器（BPF）作用：对准信号的频带，让信号几乎无失真通过的同时尽量抑制带外噪声。通常，中心频率为fc，带宽为BBPF=2B，B为基带信号带宽，常常取为Rb=1/Tb。因此，BPF的输出为r(t)=S2ASK(t)+n(t)。假定信道中的白噪声的功率谱密度为N0/2，则上式中的n(t)而为窄带高斯白噪声，功率（方差）为N0BBPF。

包络检波器可用简单的整流滤波器电路实现，这种接收系统简单实用。S2ASK(t)的包络就是s(t),因此，只要信号足够强，包络检波器的输出y(t)基本上就是m(t),只是还包含有噪声成分。

抽样器的定时信号由位同步单元从y(t)中提取。判决器的门限通常设为A/2，假定抽样值为y，则判决准则为：若y>A/2，则判为1；若y