数字通信原理BPSK传输系统设计与仿真实验报告

bpsk 实验报告BPSK实验报告引言BPSK（Binary Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制方式，它将二进制数据转换成相位的变化来进行传输。

在本次实验中，我们将研究BPSK调制的原理、性能以及在通信系统中的应用。

一、BPSK调制原理BPSK调制是一种相位调制方式，它将二进制数据转换成两个相位状态：0对应0°相位，1对应180°相位。

这种相位变化可以通过正弦波进行表示。

在发送端，二进制数据经过调制器转换成相应的相位信号，然后通过信道传输到接收端。

在接收端，接收到的信号经过解调器解调，得到原始的二进制数据。

二、实验步骤1. 准备工作：搭建BPSK调制与解调实验电路。

将信号源与调制器连接，调制器与解调器连接，解调器与示波器连接。

2. 生成二进制数据：通过信号源生成一串二进制数据，作为待调制的信号。

3. BPSK调制：将二进制数据输入到调制器中，调制器将其转换成相应的相位信号。

通过示波器观察调制后的信号波形。

4. 信号传输：将调制后的信号通过信道传输到接收端。

5. BPSK解调：接收端的解调器将接收到的信号解调，得到原始的二进制数据。

通过示波器观察解调后的信号波形。

6. 性能评估：比较解调后的二进制数据与原始数据，计算误码率（Bit Error Rate, BER），并分析BER与信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）之间的关系。

三、实验结果与分析通过实验，我们观察到了BPSK调制与解调的波形，得到了解调后的二进制数据。

根据实验结果，我们计算出了不同SNR下的误码率。

通过绘制误码率-SNR曲线，我们可以看到误码率随着SNR的增加而逐渐减小。

这是因为较高的信噪比可以提高信号的质量，减少误码率。

在实际通信系统中，BPSK调制广泛应用于低速率的数字通信系统，特别是在低信噪比环境下。

由于BPSK调制只有两个相位状态，相对于其他调制方式，它的复杂度较低，抗干扰性能较好。

实验二BPSK 传输实验一、实验目的1、 掌握BPSK 调制和解调的基本原理2、 掌握BPSK 数据传输过程，熟悉典型电路3、 了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念4、 掌握BPSK 眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量5、 熟悉BPSK 调制载波包络的变化6、 掌握BPSK 载波恢复特点与位定时恢复的基本方法二、实验仪器1、 Z H7001通信原理综合实验系统一台 2、 20MHz 双踪示波器一台 3、 Z H9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台 4、 频谱分析仪 一台三、实验原理（一）BPSK 调制理论上二进制相移键控（BPSK ）是指：载波幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。

如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：())c c S t f t πθ=+ 其中 ⎩⎨⎧===11800000m m c θ 一个数据码流直接调制后的信号如图4.2.1所示：图4.2.1数据码流直接调制后的BPSK 信号采用二进制码流直接载波信号进行调相，信号占居带宽大。

上面这种调制方式在实际运用中会产生以下三方面的问题：1、 浪费宝贵的频带资源；2、 会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，在移动无线系统中, 要求在相邻信道内的带外辐射一般应比带内的信号功率谱要低40dB 到80dB ；3、 如果该信号经过带宽受限信道会产生码间串扰（ISI ），影响本身通信信道的性能。

在实际通信系统中，通常采用Nyquist 波形成形技术，它具有以下三方面的优点：1、 发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；2、 在接收端采用相同的滤波技术，对BPSK 信号进行最佳接收；3、 获得无码间串扰的信号传输；（二）BPSK 解调接收的BPSK 信号可以表示成：()()c R t a t f t πθ=+ 为了对接收信号中的数据进行正确的解调，这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，同时还要在正确时间点对信号进行判决。

基于MATLAB 仿真的BPSK 在AWGN 信道的误码性能姜杰 通信1班 20080820103摘要：BPSK 全称 ： Binary Phase Shift Keying 。

把模拟信号转换成数据值的转换方式之一。

是利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种。

BPSK 使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。

由于最单纯的键控移相方式虽抗噪音较强但传送效率差，所以常常使用利用4个相位的QPSK 和利用8个相位的8PSK 。

在载波相位调制中，通信信道传输的信息寄寓在载波相位中，于二进制相位调制而言，两个载波的相位即θ =0和θ =π ，用以代表二进制“1”和“0”，而载波振幅和频率保持不变。

基于MATLAB 的Monte Carlo 仿真可用于分析BPSK 调制在AWGN 信道中的误码性能。

关键字：BPSK 误码性能 AWGN一． BPSK 调制原理：理论上二进制相移键控（BPSK ）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。

如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：)2cos(2)(c c bbf T E t S θπ+=其中⎩⎨⎧===1180000m m c θ二．BPSK 解调原理：AWGN 信道中，接受信号可表示为：其中和是加性噪声的两个正交分量。

将接受信号与和做互相关，两个相关器的输出即可产生受噪声污染的信号分量，可表示为其中且两正交噪声分量是零均值互不相关的高斯随机过程，于是和的方差是：最佳检测器将接受信号向量r投射到所有可能的传输信号向量之一上，并选对应于最大投影的向量，据此相关准则即为由于全部信号都具有相等的能量，因此数字相位调制的一种等效检测器标准就是计算接收信号向量的相位：并从信号集中选取其相位最接近的信号。

在AWGN信道中，二相相位调制与二进制PAM相同，差错概率为：，其中为每比特能量。

通信原理BPSK仿真实验一、实验题目利用仿真软件实现BPSK的调制解调，并仿真分析其在高斯信道下的误码性能。

二、实验原理调制过程：信号的产生采用键控法。

原理：用二进制单极性脉冲控制开关选择0相位载波和π相位载波的输出。

解调过程：相干解调。

必须采用相干解调的方式，从接收到的已调信号中提取本地载波，与信号相乘后通过低通滤波器，抽样判决后得到基带信号。

三、实验仿真1、实验系统2、各模块设置系统时钟设置：Sample Rate:5000Hz Stop Time=1{系统中使用的滤波器为巴特沃斯滤波器}（一）以下四个模块为调制过程，产生BPSK信号。

●模块0：产生频率为50Hz的单极性脉冲，控制开关。

●模块1:开关由单极性脉冲控制对两种相位的正弦波进行选择。

(Gate delay=0 Ctrl thresh=1 ) ●模块2和3：生成正弦波，作为载波。

（二）以下模块主要为从接收到的已调信号中提取本地载波。

●模块25：高斯白噪声（Mean=0v Std Dev=1v）●模块30：放大器：增益Gain=-30dB●模块24：带通滤波器，设置在解调之前。

通带为430-570Hz。

●模块23：幂函数，次数为2，将接收到的以调信号平方。

●模块11：带通滤波器（998-1002Hz；BP Filter Order=3）为获取1000Hz的正弦波●模块10：分频器对输入信号进行2分频，为获取500Hz的正弦波●模块15：带通滤波器(490-510Hz；BP Filter Order=3)为获取500Hz的正弦波作为本地载波。

（三）解调过程和抽样判决●模块9和17：组成解调器。

BPSK信号与本地载波通过乘法器，在经过低通滤波器（60Hz恢复数字基带信号对应的模拟信号。

●模块19：非门，判决作用。

●模块20：采样器，采样频率为50Hz。

●模块21：保持器，采样后经保持器得到恢复的波形。

（四）误码性能分析●模块27：误码率图标（Trails=1000）●模块29：终止符（误码=6个）●模块31：终值显示符●模块32：数字延迟器（Delay：20000）3、系统波形分析及相关参数分析模块4：输入波形模块26：BPSK信号可以看到键控法产生的BPSK信号，第一张图中竖着的白线为相位反相点，在第二张放大后的图中可以清晰的看到信号相位相反的地方。

通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。

这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。

实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。

我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。

具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。

第二步：实现数字基带信号的传输。

我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。

具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。

第三步：实现数字基带信号的调制。

我们采用调制器进行数字信号的调制。

常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。

此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。

第四步：实现数字基带信号的解调。

我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。

常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。

此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。

第五步：实现数字基带信号的重构。

我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。

此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。

实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。

首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。

其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。

第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。

最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。

通信原理实验BPSK传输系统实验报告-图文姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称： BPSK传输系统一、实验目的1.熟悉软件无线电BPSK调制和解调的原理。

2.掌握BPSK调制产生、传输和解调过程。

3.掌握BPSL正交调制解调的基本原理和实验方法。

4.了解数字基带波形时域形成的原理和方法。

5.掌握BPSK眼图的正确测试方法，能通过观察接收眼图判断信号传输的质量。

6.加深对BPSK调制，解调中现象的问题和理解。

二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图测试(1)不匹配滤波，输入M序列?发送时钟(TPM01)，发送信号眼图(TPi03) 从示波器中可以看到眼图,因为M序列是随机信号。

2.同相I支路和正交Q支路调制信号相平面矢量图测试 ?I支路(TPi03)，Q支路(TPi04)，李沙育图形两路信号是相同的，所以李沙育图形是一条斜率为1的直线。

3.BPSK调制信号0/π相位反转点的测量?已调制信号输出（TPK03），调制参考载波（TPK07）从示波器中可以看到，归零点左边，已调制信号和调制参考载波同相；归零点右边，已调制信号和调制参考载波反相。

4.BPSK调制信号包络观察(1)0/1码作为调制输入数据 ?已调制信号输出（TPK03），调制信号（TPi03）0/1码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同 (2)特殊码作为调制输入数据 ?已调制信号输出（TPK03），调制信号（TPi03）特殊码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同（二）BPSK解调1.接收端解调器眼图信号观测 (1)建立中频通路,?发送时钟（TPM01），I支路（TPJ05）观察接收端眼图，眼皮较厚，质量没有发送端的好。

?发送时钟（TPM01），Q支路（TPJ06）Q支路没有信号2.解调器失锁时眼图信号的观测?发送时钟（TPM01），I支路（TPJ05）失锁时，I路信号看不清 ?发送时钟（TPM01），Q支路（TPJ06）失锁时，Q路信号看不清3.接收端同相I支路和正交Q支路解调信号的相平面波形测试 ?I支路（TPJ05），Q支路（TPJ06），李沙育图形左边输入是m序列，右边输入时特殊序列，Q支路没有信号，所以李沙育图形是一条横的直线，左右区别不大。

bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本次实验旨在深入理解 BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）调制及解调的原理，通过实际操作和观察实验结果，掌握BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，以及分析其性能和特点。

二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控调制方式，它使用两个相位（通常为 0 和π）来表示二进制数字信息。

在 BPSK 中，当输入的二进制数字为“0”时，载波的相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，载波的相位为π。

假设输入的二进制序列为｛b_n}，载波信号为cos(2πf_ct)，则BPSK 调制后的信号 s(t) 可以表示为：s(t) ＝b_n cos(2πf_ct ＋φ_n)其中，φ_n ＝ 0 当 b_n ＝ 0，φ_n ＝π 当 b_n ＝ 1。

（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。

相干解调需要在接收端产生一个与发送端载波同频同相的本地载波。

接收信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，得到包含原始信息的基带信号。

假设接收信号为 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t)，其中 n(t) 为加性高斯白噪声。

本地载波为cos(2πf_ct)，相乘后的信号为：r(t) cos(2πf_ct) ＝ s(t) ＋n(t) cos(2πf_ct)＝b_n cos(2πf_ct ＋φ_n) ＋n(t) cos(2πf_ct)＝ 1/2 b_n 1 ＋cos(2φ_n) ＋n(t) cos(2πf_ct)经过低通滤波器后，滤除高频分量，得到：y(t) ＝ 1/2 b_n 1 ＋cos(2φ_n)当φ_n ＝ 0 时，y(t) ＝ b_n；当φ_n ＝π 时，y(t) ＝ b_n。

通过判决电路，根据 y(t) 的正负来恢复出原始的二进制数字信息。

三、实验仪器和设备1、信号源产生模块2、 BPSK 调制模块3、信道传输模块（模拟加性高斯白噪声信道）4、 BPSK 解调模块5、示波器6、频谱分析仪四、实验步骤1、连接实验设备，按照实验原理图搭建实验系统。

实验报告 bpsk实验报告：BPSK调制技术在通信系统中的应用摘要：本实验报告旨在介绍二进制相移键控（BPSK）调制技术在通信系统中的应用。

首先，我们将介绍BPSK调制技术的原理和特点，然后详细描述实验过程和结果，并分析实验数据。

最后，我们将讨论BPSK调制技术在现实通信系统中的应用前景。

一、引言随着信息技术的迅猛发展，通信系统的需求日益增长。

调制技术作为通信系统中的关键环节，对信息传输的质量和效率起着至关重要的作用。

BPSK调制技术作为一种简单而有效的调制技术，被广泛应用于数字通信系统中。

二、BPSK调制技术的原理和特点BPSK调制技术是一种基于相位的调制技术，将二进制信号转换为相位的变化。

具体而言，BPSK调制技术将“0”和“1”两个二进制信号分别映射为相位为0和相位为π的两个载波，通过改变相位来传输信息。

相比于其他调制技术，BPSK调制技术具有以下几个特点：1. 抗噪声能力强：BPSK调制技术通过相位的变化来传输信息，相位的变化幅度较小，因此在噪声环境下具有较好的抗干扰能力。

2. 简单实现：BPSK调制技术的实现相对简单，只需对载波进行相位的调整即可。

3. 高效传输：BPSK调制技术可以实现高效的信息传输，每个信号元素可以携带1个比特的信息，从而提高了传输效率。

三、实验过程和结果为了验证BPSK调制技术在通信系统中的应用效果，我们进行了一系列实验。

实验中，我们使用Matlab软件进行仿真，并搭建了一个简单的通信系统。

首先，我们生成了一组随机的二进制信号，并将其进行BPSK调制。

然后，我们通过信道模型进行信号传输，并在接收端进行解调。

最后，我们对接收到的信号进行解码，得到原始的二进制信号。

实验结果显示，经过BPSK调制和解调后，接收端得到的信号与发送端的信号基本一致，证明了BPSK调制技术的有效性和可靠性。

此外，我们还通过实验数据分析了不同信噪比下的误码率和传输速率，验证了BPSK调制技术在不同环境下的性能。