2ask键控调制,非相干解调

实验报告2ask键控调制,非相干解调

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题 目 基于SystemView的2ASK

键控调制、非相干解调的仿真实现及其性能分析

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目录

1.二进制振幅键控（2ASK）的键控调制 ............................. (1) 1.1实验目的 ................................................................................. (1)

1.2实验内容 ................................................................................ (1) 1.3实验原理 ................................................................................ (1) 1.4系统组成、图符块参数设置及仿真结果 ........................... (3) 1.5主要信号的功率谱密度 ....................................................... (5)

2.二进制振幅键控（2ASK）的非相干解调 ...................... (7) 2.1实验目的 ............................................................................... (7)

2.2实验内容 ................................................................................. (7) 2.3实验原理 ................................................................................. (7) 2.4系统组成、图符块参数设置及仿真结果 ..................................(8) 2.5主要信号的功率谱密度 ...................................................... (11) 2.6带通滤波器的单位冲击相应及幅频特性曲线 .................... (11) 2.7低通滤波器的单位冲击相应及幅频特性曲线 ......................(11)

3.二进制振幅键控（2ASK）的系统性能分析 ..................(14) 3.1实验目的 ............................................................................... (14)

3.2实验内容 ............................................................................... (14) 3.3实验原理 ................................................................................ (14) 3.4系统组成、图符块参数设置及仿真结果 ..............................(16) 4.心得体会 ............................................................................ （21）

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用SystemView仿真实现 二进制振幅键控（2ASK）的调制

1、实验目的：

（1）了解2ASK系统的电路组成、工作原理和特点；

（2）分别从时域、频域视角观测2ASK系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：

以PN码作为系统输入信号，码速率Rb＝20kbit/s。

（1）采用键控法实现2ASK的调制，分别观测二进制符号序列、载波及2ASK 等信号的波形。

（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：

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：

其中

Ts是二进制基带信号的时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲，

则二进制振幅键控信号可表示为：

e2ASK(t) ang(t nTS)coswCt

n

二进制振幅键控信号时间波形如图1所示。由图可知，2ASK信号的时间波形随

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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）。

图1

二进制振幅键控信号的产生方法如图2所示：

2ASK数字键控调制原理框图及输出波形

图2

4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：

键控法：采用键控法进行调制的组成如图3所示。

图3

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其中图符0是正弦载波输输出，频率为40kHz，其输出由图符6实时显示；图符1为阶跃函数；图符2是产生PN符号序列,传码率为20kbit/s其输出由图符6实时显示；图符3为键控开关，图符5输出2ASK信号。图符的参数设置如表1所示。

表1：键控法图符参数设置表

系统定时：起始时间0秒，终止时间10.2396875e-3秒，采样点数32768，采样速率3.2e+6Hz，获得的仿真波形如图4所示。

(a)PN码序列

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(b) 2ASK信号

图4调制过程仿真波形

2ASK和二进制符号序列的瀑布图如图5所示。

图5 2ASK和PN码序列的瀑布图

5、主要信号的功率谱密度：

调制信号的功率谱如图6所示。

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图6 调制信号的功率谱

正弦载波的频谱如图7所示。

图7 正弦载波的频谱

2ASK的功率谱如图8

所示。

图8 2ASK的功率谱

数据分析：见附页

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二进制振幅键控（2ASK）的解调

1、实验目的：

（1）了解2ASK系统解调的电路组成、工作原理和特点； （2）掌握2ASK系统解调过程信号波形的特点； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：

以2ASK作为系统输入信号，码速率Rb＝20kbit/s。

（1）采用非相干解调（包络检波）法实现2ASK的解调分别观察系统各点波形。 （2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：

非相干解调法：

2ASK信号可以采用非相干解调方式(包络检波法)，对2ASK信号进行非相干解调，从而恢复出发送的二进制数字信息。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图1（a）、（b）所示：

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图9 2ASK信号的非相干解调

4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果

图 10 相干解调法的系统组成

其中，图符9为带通滤波器，图符7为全波整流器，图符8为低通滤波器，图符10、11、12实现抽样判决。图符的参数设置如表2所示。

表2：非相干解调法图符参数设置表

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调制信号为PN序列，码速率Rb＝20 kbit/s；正弦载波的频率为40 kHz。 系统定时：起始时间0秒，终止时间0.5e-3秒，采样点数201，采样速率400e+3Hz，获得的仿真波形如图17所示。

（a） 2ASK信号输入

（b）带通滤波器的输出

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（c）全波整流的输出

（c）低通滤波器的输出

(c）解调输出

图11 非相干解调过程的仿真波形

2ASK系统输入的PN序列和输出PN序列的瀑布图如图18所示。

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图12 2ASK系统输入的PN序列和输出PN序列的瀑布图

5、带通滤波器的单位冲击相应及幅频特性曲线：

图13 带通滤波器的单位冲击相应

图14 带通滤波器的幅频特性曲线

6、低通滤波器的单位冲击相应及幅频特性曲线：

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图15 低通滤波器的单位冲击相应

图16 低通滤波器的幅频特性曲线

带通输出

7、主要信号的功率谱密度：

2ASK的谱如图17所示。

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图17 2ASK的谱

输出PN序列的基带谱如图18所示。

图18 输出PN序列的基带谱

数据分析：............................................................................................................................................ ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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用SystemView对二进制振幅键控（2ASK）

进行性能估计

1、实验目的：

（1）了解2ASK系统电路组成、工作原理和特点； （2）学会分析2ASK系统的抗噪声性能；

（3）掌握使用SystemView软件对2ASK系统进行性能估计的方法。

2、实验内容：

以2ASK作为系统输入信号，码速率Rb＝20kbit/s。

（1）采用非相干解调法实现2ASK的解调，分别观察系统各点波形。 （2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：

在幅度键控中载波幅度随调制信号而变化，也就是载波的幅度随着数字信号1和0在两个电平之间转换。

设信源发出的是二进制符号0、1组成的序列，且假定0符号的出现概率是P，1符号出现的概率是1-P，则一个二进制的振幅键控信号可以表示成一个单极性矩

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形脉冲与一个正弦载波脉冲序列与一个正弦型载波的相乘，即：

e0(t) [ ang(t nTS)]cos 0t

这里g(t)是持续时间为TS的矩形脉冲，而an为0的概率为P，为1的概率为1-P 。

通常2ASK的调制有两种方法：

图19

当基带信号A（t）为高电平时，开关电路如图所示，当基带信号A（t）为低电平时，开关处于断开状态，二进制振幅键控信号状态为零，此时二进制振幅键控信号又常称为通-断键控信号(OOK信号)。

2ASK的解调系统的基本解调方法也是有两种：非相干解调（包络检波法）和相干解调法（同步检测法）。相应的解调系统如下所示：

（1）非相干解调（包络检波法）

（2）相干解调法（同步检测法）

图20

2ASK的抗噪声性能：

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通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系统中，加性噪声可能使传输码元产生错误。其错误程度一般用误码率来衡量。 （1）非相干解调的误码率

1

非相干接收时的误码率为：Pe erfc

2

1

2 e r/4，其中r A2/2 2 为

2

解调器的输入信噪比。当信噪比r>>1

时，Pe （2）相干解调的误码率

1

相干接收时的误码率为：Pe erfc

2

r/4。

2，其中r A2/2 2为解调器的输

入信噪比。当信噪比r>>1

时，上式变成Pe

r/4。

本次实验仅对非相干解调的误码率进行分析。

4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果 4.1系统不同信噪比下的眼图

其中图符18为加法器，图符17为增益，图符16为高斯噪声产生器。其余图符与前面实验相一致。这次实验新加入的图符参数设置如表3所示，其余图符参数与前面实验一致。

表3 高斯信道图符参数设置

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不同信噪比下的眼图：

眼图如图19所示。

图19的眼图是没有加噪声情况下的仿真结果，眼图张开度较大，扫迹清晰。

图20 信噪比0dB时的眼图

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图21 信噪比10dB时的眼图

图22 信噪比20dB时的眼图

图23 信噪比30dB时的眼图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/t2bi.html