实验二主要探讨的是基于Simulink的2ASK（Amplitude Shift Keying，幅度键控）数字调制与解调的仿真。2ASK是一种常见的数字调制技术，它通过改变载波信号的幅度来表示二进制数据。在这个实验中，我们将深入理解2ASK的工作原理，了解如何使用Simulink进行调制和解调，并研究噪声对系统性能的影响。
1. **2ASK调制原理**：
- 2ASK调制是通过在两个不同的幅度状态之间切换载波信号来代表二进制‘0’和‘1’。在典型的2ASK系统中，当数据位为‘0’时，载波不发送（或幅度设为0），即OFF状态；而当数据位为‘1’时，载波以满幅度发送，即ON状态。因此，2ASK也被称作开关键控（On-Off Keying，OOK）。
- 图1-1展示了典型的2ASK波形，其中`s(t)`是根据数据序列`{n}`和发送概率`P`（通常`P=0.5`）产生的调制信号。载波频率为`ω`，`c(t)`是未调制的载波。
2. **2ASK信号的功率谱密度**：
- 2ASK信号的功率谱密度可以计算为`P(f) = (A/2)^2 * δ(f ± f_c)`，其中`A`是载波幅度，`f_c`是载波频率，`δ(f)`是Dirac delta函数。这表明2ASK信号的功率集中在载波频率及其镜像频率周围。
- 图形化表示显示了2ASK信号的功率谱密度，具有两个峰值分别位于`f_c ± f_T`，其中`f_T`是符号速率的一半。
3. **2ASK的解调方法**：
- **相干解调（同步检测法）**：在这种方法中，解调器使用与发射端完全同步的本地载波。当信号幅度与载波相乘后，将得到一个与数据位同步的低频信号。理想情况下，如果噪声足够小，误码率`BER`为`Ber = A^2/(2*NB)`，其中`A`是接收信号的幅度，`NB`是噪声功率谱密度。
- **非相干解调**：与相干解调不同，非相干解调不依赖于同步载波。在这种情况下，解调过程依赖于信号的包络检测。图1-7展示了2ASK信号非相干解调的时间波形，它展示了不同数据位的解调结果。
4. **实验内容**：
- 在Simulink环境中构建2ASK调制和解调系统模型。
- 添加高斯白噪声以模拟实际信道条件，然后利用误码测试模块测量误码率。
- 改变信噪比（SNR），观察并比较解调后的波形，分析噪声增加对误码率和系统性能的影响。
5. **实验报告要求**：
- 报告应详细记录实验步骤，解释2ASK的工作原理，展示Simulink模型的搭建过程。
- 分析不同SNR下的误码率变化，讨论噪声对系统性能的影响。
- 概述仿真结果，提出可能的优化策略或改进方案。
通过这个实验，学生不仅可以掌握2ASK调制解调的基本概念，还能实际操作Simulink工具，加深对数字通信系统中信号处理的理解。同时，通过分析噪声影响，能更好地理解信噪比在通信系统中的重要性。
评论0