通信原理课程设计BPSK调制与解调
- 格式：doc
- 大小：343.50 KB
- 文档页数：22
下载文档原格式
合集下载
BPSK的调制与解调
79 01001111
π/4 -0.707
38 00100110
3π/8 -0.924
11 00001010
π/2 -1.000
1
00000001
5π/8 -0.924
11 00001010
3π/4 -0.707
38 00100110
7π/8 -0.383
79 01001111
π
0.000
128 10000000
9π/8 0.383
177 10110000
5π/4 0.707
218 11011001
11π/8 0.924
245 11110101
3π/2 1.000
255 11111111
13π/8 0.924
245 11110101
7π/4 0.707
218 11011001
15π/8 0.383
177 10110000
1. BPSK(Binary Phase Shift Keying)调制
二进制相移键控（BPSK）就是根据数字基带信号的两 个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位 调制方法。通常，两个载波相位相差π弧度，故有时又称为 反相键控PSK。以二进制调相为例，取码元为“0”时，调制 后载波与未调载波同相；取码元为“1”时，调制后载波与 未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差π。
2021/3/10
6
用FPGA实现BPSK的调制与 解调
对同相和反向正弦波进行16倍频采样，然后量化编码，
得到如下两个表格： 表1：对正相正弦波进行量化
A
sinA
C
D
0
0.000
128 10000000
通信原理课程设计BPSK调制及解调
本次课程设计以基于MATLAB的BPSK调制仿真及性能分析为题目，其中BPSK（Binary Phase Shift Keying），即二进制相移键控，是一种数字带通调制方法。
此次课设中着重介绍了算法的实现，并采用MATLAB程序仿真测试了BPSK过程中双极性不归零的产生、载波的形成、BPSK的模拟调制、信号通过AWGN信道、带通滤波器的设计、低通滤波器的设计、抽样判决、载波的恢复、而且建立蒙特卡洛仿真模型统计系统误码率，并与理论误码率曲线进行比较。
调制过程中采用模拟调制方法得到调制信号，并进行了信号的频谱分析；调制信号通过信道时加入了高斯白噪声；在设计带通、低通滤波器时采用了Butterworth滤波器；并经过蒙特卡洛仿真模型对误码率进行了分析。
关键词：BPSK；调制；滤波器；蒙特卡洛分析一、前言 (1)二、设计意义及任务 (2)2.1 目的与意义 (2)2.2任务及要求 (2)三、设计方案与原理 (3)3.1系统总体设计 (3)3.1.1通信系统模型 (3)3.2原理介绍 (4)3.2.1 调制的概念 (4)3.2.2 调制的种类 (4)3.2.3 调制的作用 (4)3.2.4 调制方式 (4)3.3 BPSK调制基本原理 (5)3.3.1 BPSK调制原理 (5)3.3.2 BPSK数字解调原理 (7)3.4 蒙特卡洛（Monte Carlo）仿真的简介 (8)四、仿真结果及分析 (10)4.1 各部分仿真结果 (10)4.1.1 BPSK信号调制的实现 (10)4.1.2加噪及经带通滤波后的信号 (13)4.1.3与恢复载波相乘后的信号 (14)4.1.4抽样判决及消除延迟 (14)4.1.5计算误码率 (16)4.2仿真结果分析 (18)设计总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)一、前言在信息时代的现在，信息的传输及通信起着支撑作用。
而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段，数字信号的调制就显得尤为重要。
bpsk调制课程设计
bpsk调制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握bpsk调制的概念、原理及数学表达；2. 学生能够解释bpsk调制与模拟调制在通信系统中的区别与联系；3. 学生能够列举bpsk调制在现实生活中的应用案例。
技能目标：1. 学生能够运用bpsk调制原理设计简单的数字通信系统；2. 学生通过实验和软件仿真，学会bpsk调制和解调的基本操作；3. 学生能够分析bpsk调制系统的性能，并提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对通信科学的兴趣和求知欲，增强学习自觉性和主动性；2. 学生在小组合作中学会沟通与协作，培养团队精神和集体荣誉感；3. 学生通过学习bpsk调制，认识到科学技术在国家发展和社会进步中的重要作用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程属于电子信息科学与技术领域，旨在让学生掌握bpsk调制的基本理论和技术，培养其实践操作能力和科学思维。
学生特点：高二年级学生对数字通信有一定的基础知识，具备一定的数学和物理素养，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作和动手能力的培养，提高学生的综合素质。
通过课程目标的实现，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 引言：介绍数字通信的发展历程，引出bpsk调制的概念及其在通信系统中的重要性。
教材章节：《数字通信原理》第二章第二节2. bpsk调制原理：- 二进制数字信号与模拟信号的关系；- bpsk调制的基本原理及其数学表达；- bpsk调制与模拟调制的区别与联系。
教材章节：《数字通信原理》第二章第三节3. bpsk调制系统的设计与应用：- bpsk调制系统的设计方法；- bpsk调制在现实生活中的应用案例；- bpsk调制系统的性能分析。
教材章节：《数字通信原理》第二章第四节4. 实践操作：- bpsk调制与解调的实验操作；- 软件仿真实验：利用相关软件进行bpsk调制与解调的仿真；- 实验结果分析，探讨bpsk调制系统的性能。
通信原理教案实验六二相BPSKDOSK调制解调实验
通信原理教案实验六二相BPSKDOSK调制解调实验一、实验目的1.学习二相(BPSK/DPSK)调制的原理和方法。
2.掌握二相调制信号的产生与解调方法。
3.通过实验验证二相调制的正确性。
二、实验设备1.计算机2.MATLAB软件三、实验原理1.二相调制原理二相调制是根据调制信号的不同进行两种相位的选择，BPSK(二进制位移键控)是一种最常用的二相调制方式之一，其原理如下：-数据信号经过二进制调制器产生调制信号。
-如果数据为1，调制器选择正弦波相位为0度；-如果数据为0，调制器选择正弦波相位为180度。
2.二相解调原理二相解调是将接收到的信号与本地振荡器产生的相干载波相乘，通过相乘后的信号的正弦波频率成分提取出调制信号。
-接收信号与本地振荡器产生的正弦波进行相乘。
-通过低通滤波器滤除高频部分。
-得到解调后的信号。
四、实验步骤1.生成调制信号-设置数据序列为[101101]。
-设置数据比特率为1MHz。
-创建二进制调制器对象。
-通过调制器对象将数据序列调制为二进制调制信号。
-设置调制载波频率为10MHz。
2.信号调制以及绘图-将调制信号与本地振荡器产生的正弦波进行相乘。
-根据采样频率绘制调制信号的频谱图。
3.生成解调信号-将调制信号与本地振荡器产生的正弦波进行相乘。
-使用低通滤波器滤除高频部分。
-得到解调后的信号。
-绘制解调信号的频谱图和时域图。
4.实验结果分析-分析调制信号和解调信号的频谱图和时域图。
五、实验结果及分析实验结果可以通过MATLAB绘制的频谱图和时域图进行分析。
通过观察频谱图，可以看到调制信号和解调信号是否在正确的频率上。
通过观察时域图，可以分析调制信号和解调信号是否包含了正确的数据序列。
六、实验小结通过本次实验，我们学习了二相BPSK/DPSK调制的原理和方法，并且通过MATLAB实现了二相调制信号的产生和解调方法。
通过实验结果的分析，我们可以验证二相调制的正确性。
通过本次实验，我们对通信原理中的二相调制有了更深入的了解，并且掌握了实际操作的方法。
通信原理课程设计BPSK调制与解调
摘要数字通信系统是当代通信领域的主流，在社会生活各个方面占据重要地位。
BPSK作为数字通信系统中的一种简单基础的调制解调方法，抗干扰能力强，容易仿真实现。
本文通过BPSK 的仿真，希望学习到数字通信的基础知识，为以后的学习打下基础。
本文介绍了数字化调制解调技术的现状发展与其应用，通信系统仿真软件MATLAB中的一种可视化仿真工具Simulink；然后介绍了BPSK数字调制解调的理论基础，包括数字带通传输分类以与重点分析了BPSK数字调制和解调的原理。
本文在深刻理解通信系统理论的基础上，利用MATLAB强大的仿真功能,在Simulink仿真环境下设计了BPSK调制解调系统仿真模型，给出各路观察波形，证实了解调算法的可行性。
关键词：BPSK；调制解调器；MATLAB；蒙特卡洛分析；目录一、课程设计目的与容31.1、课程设计的目的31.2课程设计的容3二、BPSK仿真设计思路42.1 相移键控系统概述42.2数字带通传输分类42.3 BPSK信号调制/解调原理42.3.1 BPSK信号调制原理42.3.2 BPSK 信号解调原理6三、Matlab软件简介8四、BPSK调制解调的MATLAB仿真84.1 BPSK调制的数学模型84.2 BPSK解调的原理84.3 实验程序94.4 仿真波形图：错误!未定义书签。
五、总体系能分析 18六、设计总结20七、参考文献20致21一、课程设计目的与容1.1、课程设计的目的通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关 PCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。
本课程设计主要研究8PSK信号的调制解调原理性能分析。
通过完成本课题的设计，拟达到以下目的：1．学习如何利用计算机仿真方法和技术对通信系统的理论知识进行验证，并学会搭建简单的系统模型；2．掌握MATLAB7.0的基础知识，熟悉MATLAB进行通信系统仿真中各个常用模块的使用方法；3．通过系统仿真加深对通信课程理论知识的理解。
《移动通信--BPSK调制与解调》报告
《移动通信--BPSK调制与解调》报告《移动通信BPSK 调制与解调》报告在当今的信息时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
其中，BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）调制与解调技术作为一种重要的数字通信技术，在移动通信中发挥着关键作用。
一、BPSK 调制的基本原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式。
在 BPSK 中，通常用二进制数字“0”和“1”来控制载波的相位。
当数字信号为“0”时，载波的相位为0 度；当数字信号为“1”时，载波的相位为 180 度。
从数学角度来看，假设发送的二进制数字序列为{an}，其中 an 取值为 0 或 1，载波信号为Acos(2πfct)，那么 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝Acos(2πfct ＋πan)通过这种方式，将数字信息加载到载波信号的相位上，实现了信号的调制。
二、BPSK 调制的实现方式在实际应用中，BPSK 调制可以通过多种方式实现。
一种常见的方法是使用乘法器。
将数字信号与一个正弦载波相乘，得到调制后的信号。
另一种实现方式是基于数字电路，通过逻辑门和计数器等组件来生成 BPSK 调制信号。
这种方式在数字通信系统中应用广泛，具有稳定性高、易于集成等优点。
三、BPSK 解调的基本原理解调是从接收到的已调信号中恢复出原始数字信号的过程。
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。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘，然后通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的数字信号。
四、BPSK 解调的实现过程首先，接收到的信号与本地载波相乘，得到：r(t) ＝ s(t) × cos(2πfct ＋φ)其中，φ 为本地载波与发送端载波的相位差。
经过乘法运算后，得到：r(t) ＝ 05A1 ＋cos(2πfct ＋πan ＋φ 2πfct)＝ 05A1 ＋cos(πan ＋φ)通过低通滤波器后，滤除高频分量，得到：r'（t) ＝ 05A1 ＋cos(πan ＋φ)最后，对 r'（t) 进行抽样判决。
bpsk调制和解调
基T MATLAB仿真的BPSK的调制与解调一、实验要求根据逊II耍求，金阅相关资料.学握数字带通的RPSK调制斛调的相关知识。
学习MATLAB软件，芈握MATI.AR并种函数的使用。
在此基础上,完成以下实验唉求；1）设计系统整体世图及数学模型。
2）运用MATLAB进行编乩实现BPSK的调制解训过程的仿真。
H•中包括信源、BPSK f,号的产生，仁道噪声的加入，BPSK信号的载波提収和相十斛调。
3）系统性能的分析包括信号带宽.波形对比以及误码率的计算。
二、实验原理数7•信号的传输方式分为凰带代输和帶通传输，右实际应用屮.大多数信道II•有帶通特性而不能直接代输基帶伫号。
为了便数字苗号右鹉通常；适中传输，必须使用数字基带信号対载波进行训制，以使信号与信适的特性相匹配。
这种用数字垄带信号控制载波.把数字垄带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字调制技术的两种方法：1）模拟相乘法.利用模拟调制的方注丈实观数罕式调制.即把把数宇从带fn号珥做模拟信号的持殊情况处理.2）键控注'利用数了倍号的离做収fi*術心通过开关健控我波，从向实观数字调制。
这种方法通常称为犍控法，比如本实验对戟波的相似进行键控, 便町获得郴移键控（PSK）耳本的调制方式。
1. BPSK的调制原理：二进制移相说控址用二进制数宁信号0和1厶控制载波的两个相位0和n的方法。
在2PSK中，迪常用初始郴位0和Ji分别表小二进制1和0。
因此，2PSK •信号的时域衣达式为：◎PSK("= Acos(0/ + 0」(1)式中.5表示第n 个符号的绝对相位:因此•上式可以改写为由于两种码元的波形相同.极性相反.故BPSK 信号可以衣述为一个双极性 全占空矩形脉冲序列与一个正弦戏波的相乘;e 2nK (z) = S (F )CO 5©F(4)刃)=工％"-心)(5)这里s(t)为双极性全占空(非归零)知形脉冲序列.g(t)^脉宽为1\的单个 矩形脉冲，而心的统计特性］Z.BPSK 的解调原埋：2PSK 信号的解调方法星柑T 解脚法。
bpsk调制及解调原理实验报告
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、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控（BPSK）调制及解调的原理，通过实际操作和观测，掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，分析其性能特点，并探讨相关参数对系统性能的影响。
二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式，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，调制后的载波相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，调制后的载波相位为π。
假设输入的二进制序列为｛an}，载波信号为cos(ωct)，则 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝an cos(ωct ＋φn)其中，当 an ＝ 0 时，φn ＝ 0；当 an ＝ 1 时，φn ＝π。
（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的二进制数字信息。
具体的解调过程如下：接收信号 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t) （其中 n(t) 为加性高斯白噪声）与本地载波cos(ωct) 相乘得到：r(t) cos(ωct) ＝an cos(ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)＝ 1/2 an 1 ＋cos(2ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后，滤除2ωc 频率成分，得到：1/2 an ＋n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决，若抽样值大于 0，则判决为“0”；若抽样值小于0，则判决为“1”。
三、实验内容与步骤（一）实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能（二）实验步骤1、利用编程语言（如 MATLAB）生成随机的二进制数字序列作为输入信号。
BPSK调制解调及误码率的计算
BPSK调制解调及误码率的计算BPSK (Binary Phase Shift Keying) 是一种基本的数字调制技术，常用于数字通信系统中。
它通过将数字信号映射为相位上的两个值来进行调制，并使用相干解调器进行解调。
本文将介绍BPSK调制解调的原理以及如何计算误码率。
1.BPSK调制原理：在BPSK调制中，每个二进制位（0或1）被映射为两个可能的相位值：0对应于0度相位，1对应于180度相位。
这种相位差可以通过正弦和余弦函数来实现。
-二进制信息序列被输入到调制器中。
-调制器将二进制位转换为相位值，0对应于0度相位，1对应于180度相位。
-经过调制的信号通过信道传输。
2.BPSK解调原理：BPSK解调器的任务是将传输信号恢复为原始的二进制序列。
当信号通过信道传输后，可能会受到噪声和其他干扰的影响，从而导致误码的产生。
BPSK解调的过程如下：-接收到的信号经过信道传输后，会受到噪声和其他干扰的影响，使信号的相位发生随机的偏移。
-解调器使用相干解调的方法测量接收信号的相位。
-根据测量到的相位值，解调器将信号恢复为原始的二进制序列。
3.误码率的计算方法：误码率是衡量通信系统性能的重要指标，它表示在传输过程中发生误码的概率。
对于BPSK调制，误码率的计算可以通过理论分析或仿真实验进行。
理论分析方法：在BPSK调制中，误码率的理论计算可以使用误码率表达式得到。
对于理想的信道，没有噪声和干扰，误码率的表达式为：P_e = Q(sqrt(2*Eb/N0))其中，Eb/N0表示信噪比，Q(x)为高斯函数。
对于有噪声和干扰的实际信道，可以根据信号接收的信噪比进行实际误码率的计算。
仿真实验方法：使用计算机仿真软件，可以模拟BPSK调制解调系统，并通过对大量的二进制序列进行模拟传输和解调，统计接收到的误码数量来计算误码率。
误码率的计算通过测量接收信号中发生错误的比特数与总传输的比特数之比得到。
它通常以对数的形式表示，即以dB为单位。
通信原理实验09 二相BPSK(DPSK)调制解调实验
实验九二相BPSK(DPSK)调制解调实验实验九二相BPSK(DPSK)调制解调实验实验内容1.二相BPSK调制解调实验2.二相DPSK调制解调实验3.PSK解调载波提取实验一. 实验目的1.掌握二相BPSK（DPSK）调制解调的工作原理及电路组成。
2.了解载频信号的产生方法。
3.掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
二. 实验电路工作原理（一）调制实验：在本实验中，绝对移相键控（PSK）是采用直接调相法来实现的，也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控。
图9-1是二相PSK（DPSK）调制器电路框图。
图9-2是它的电原理图。
PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。
因此，PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。
下面对图9-2中的电路作一分析。
1.载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器，电路由U304等组成，来自1.024MHz载波信号输入到U304的反相输入端2脚，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。
为了使0相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器W302。
2.模拟开关相乘器对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。
0相载波与π相载波分别加到模拟开关1：U302：A的输入端（1脚）、模拟开关2：U302：B的输入端（11脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关1的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关2的输入控制端（12脚）。
用来控制两个同频反相载波的通断。
当信码为“1”码时，模拟开关1的输入控制端为高电平，模拟开关1导通，输出0相载波，而模拟开关2的输入控制端为低电平，模拟开关2截止。
反之，当信码为“0”码时，模拟开关1的输入控制端为低电平，模拟开关1截止。
而模拟开关2的输入控制端却为高电平，模拟开关2导通。
输出 相载波，两个模拟开关的输出通过载波输出开关K303合路叠加后输出为二相PSK 调制信号，如图9-3所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要数字通信系统是当代通信领域的主流，在社会生活各个方面占据重要地位。
BPSK作为数字通信系统中的一种简单基础的调制解调方法，抗干扰能力强，容易仿真实现。
本文通过BPSK 的仿真，希望学习到数字通信的基础知识，为以后的学习打下基础。
本文介绍了数字化调制解调技术的现状发展及其应用，通信系统仿真软件MATLAB中的一种可视化仿真工具Simulink；然后介绍了BPSK数字调制解调的理论基础，包括数字带通传输分类以及重点分析了BPSK数字调制和解调的原理。
本文在深刻理解通信系统理论的基础上，利用MATLAB强大的仿真功能,在Simulink仿真环境下设计了BPSK调制解调系统仿真模型，给出各路观察波形，证实了解调算法的可行性。
关键词：BPSK；调制解调器；MATLAB ；蒙特卡洛分析；目录一、课程设计目的及内容 (3)1.1、课程设计的目的 (3)1.2课程设计的内容 (3)二、BPSK仿真设计思路 (4)2.1 相移键控系统概述 (4)2.2数字带通传输分类 (4)2.3 BPSK信号调制/解调原理 (4)2.3.1 BPSK信号调制原理 (4)2.3.2 BPSK 信号解调原理 (6)三、Matlab软件简介 (8)四、BPSK调制解调的MATLAB仿真 (9)4.1 BPSK调制的数学模型 (9)4.2 BPSK解调的原理 (9)4.3 实验程序 (9)4.4 仿真波形图： (15)五、总体系能分析 (19)六、设计总结 (20)七、参考文献 (21)致谢 (22)一、课程设计目的及内容1.1、课程设计的目的通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关 PCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。
本课程设计主要研究8PSK信号的调制解调原理性能分析。
通过完成本课题的设计，拟达到以下目的：1．学习如何利用计算机仿真方法和技术对通信系统的理论知识进行验证，并学会搭建简单的系统模型；2．掌握MATLAB7.0的基础知识，熟悉MATLAB进行通信系统仿真中各个常用模块的使用方法；3．通过系统仿真加深对通信课程理论知识的理解。
通过该课题的设计与仿真，可以提高学生综合应用所学基础知识的能力和计算机编程的能力，为今后的学习和工作积累经验。
1.2课程设计的内容根据题目要求，查阅相关资料，掌握数字带通的 BPSK 调制解调的相关知识。
学习 MATLAB 软件，掌握 MATLAB各种函数的使用。
在此基础上，完成以下实验要求：1)设计系统整体框图及数学模型。
2)运用 MATLAB进行编程，实现 BPSK 的调制解调过程的仿真。
其中包括信源、BPSK信号的产生，信道噪声的加入，BPSK信号的载波提取和相干解调。
3)系统性能的分析包括信号带宽，波形对比以及误码率的计算。
二、BPSK 仿真设计思路2.1 相移键控系统概述相移键控是目前扩频系统中大量使用的调制方式，也是和扩频技术结合最成熟的调制技术，原则上看是一种线性调制。
从基带变换到中频以及射频，中间的频谱搬移和信号放大需要一个要求较高的线性信道，因而，设计要求较高。
相移键控系统中，有待传输的基带数字脉冲控制着载波相位的变化，从而形成振幅与频率不变，而相位取离散值变化的已调波。
2.2数字带通传输分类数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字带通传输中一般利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控可获得振幅键控（ASK ）、频移键控（FSK ）和相移键控（PSK ）。
这三种数字调制方式在抗干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面，以相干PSK 的性能最好，目前已在中、高速传输数据时得到广泛的应用。
2.3 BPSK 信号调制/解调原理2.3.1 BPSK 信号调制原理二进制相移键控 BPSK （Binary Phase Shift Keying ）方式一般是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的数字调制方式，也就是说，二进制的数字基带信号 0 与 1 分别用相干调制的载波的 0 与π相位的波形来表示。
其表达式由公式（1-1）给出：()[()]cos()n T b i i n s t a g t nT t ωθ∞=-∞=-+∑ （1-1）其中{n A }为双极性的二进制数字序列，n A 的取值为± 1，b T 为二进制的符号间隔，()T g t 基带的发送成形滤波器的冲激响应，通常具有升余弦特性；i ω是调制载波的频率，i θ是调制载波的初始相位。
用 BPSK 调制方式时，因为发送端以某一个相位作为基准，所以在接收端也一定有这样一个固定的基准相位作为参考。
假如参考相位发生变化了，那么接收端恢复的信息也会出错，也就是存在“倒π”现象。
因此需要在接收端使用载波同步，才能够正确恢复出基带的信号。
BPSK信号的调制原理框图如图2-1所示，典型波形如图2-2所示。
图2-1 BPSK调制原理图图2-2 发送码元为1 0 0 1 1的BPSK 波形BPSK 信号的频谱如图2-3所示，可以计算频谱效率，所谓频谱效率是指信号传输速率与所占带宽之比。
在BPSK 中，信号码元为b T ，故信号传输速率为1/b b f T ，以频谱的主瓣宽度为传输带宽，忽略旁瓣的影响，则射频带宽为2/b T ，频谱效率为：bb1==0.5b /s 2T T 信号传输速率/带宽（每赫）即每赫兹带宽传输0.5b/s 。
注意，这里是以射频带宽计算的，若以基带带宽来计算，那就是每赫兹1 b/s 。
图2-3 BPSK 的频谱BPSK 的调制器非常简单，只要把数字信号与载波相乘即可。
不过这里数字信号的“0”要用“-1”来表示（在数字通信中，符号“1”用“+1”来表示，“0”则用“-1”来表示）。
由图2-3可见，BPSK 波形与信息代码之间的关系是“异变同不变”，即：若本码元与前一码元相异，则本码元内BPSK 信号的初相相对于前一码元内BPSK 信号末相变化180°；否则不变。
2.3.2 BPSK 信号解调原理因为BPSK 信号的幅度与基带信号无关，故不能用包络检波法而只能用相干解调法解调BPSK 信号，在相干解调过程中需要用到与接收的BPSK 信号同频同相的相干载波,相干接收机模型如图2-4所示：图2-4 BPSK 相干接收机模型具体的BPSK 信号解调原理框图如图2-5所示。
图2-5 BPSK 解调原理框图如图2-5给出了一种BPSK 信号相干解调原理框图，图中经过带通滤波的信号在相乘器与本地载波相乘，在相干解调中，如何得到与接收的BPSK 信号同频同相的相干载波是关键，然后用低通滤波器去除高频分量，再进行积分采样判决，判决器是按极性进行判决，得到最终的二进制信息。
假设相干载波的基准相位于BPSK 信号的调制载波的基准相位一致。
但是，由于在BPSK 信号的载波恢复过程中存在180º的相位迷糊（phase ambiguity ），即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即‘1’变为‘0’，‘0’变为‘1’，判决器输出数字信号全部出错。
这种现象称为BPSK 方式的‘倒π’现象。
载波同步器从BPSK 信号中提取的相干载波可能与接收信号的载波同相，也可能反相，称此为相干载波的相位模糊现象。
如果收到的信号与载波信号同相，则相乘为正值，积分采样后必为一大于0的值，即可判决为“1”。
如果收到的信号与参考信号相反，则相乘之后必为负值，积分采样后判决为“0”，因此解调完成。
具体波形如图2-6所示。
ac d 带通滤波器 )(t e BPSK 相乘器 低通滤波器抽样判决输出e cos t c ω脉冲定时图2-6 BPSK解调信号示意图三、MATLAB简介MATLAB软件是美国Math works公司的产品，MATLAB是英文MATRIXLABORAT -ORY(矩阵实验室)的缩写。
MATLAB软件系列产品是一套高效强大的工程技术数值运算和系统仿真软件，广泛应用于当今的航空航天、汽车制造、半导体制造、电子通信、医学研究、财经研究和高等教育等领域，被誉为“巨人肩膀上的工具”。
研发人员借助MATLAB软件能迅速测试设想构想，综合评测系统性能，快速设计更好方案来确保更高技术要求。
同时MATLAB也是国家教委重点提倡的一种计算工具。
MATLAB主要由C语言编写而成，采用LAPACK 为底层支持软件包。
MATLAB的编程非常简单，它有着比其他任何计算机高级语言更高的编程效率、更好的代码可读性和移植性，以致被誉为“第四代”计算机语言，MATLAB是所有MATHWORKS公司产品的数值分析和图形基础环境。
此外MATLAB 还拥有强大的2D和3D甚至动态图形的绘制功能，这样用户可以更直观、更迅速的进行多种算法的比较，从中找出最好的方案。
从通信系统分析与设计、滤波器设计、信号处理、小波分析、神经网络到控制系统、模糊控制等方面来看，MATLAB提供了大量的面向专业领域的工具箱。
通过工具箱，以往需要复杂编程的算法开发任务往往只需一个函数就能实现，而且工具箱是开放的可扩展集，用户可以查看或修改其中的算法，甚至开发自己的算法。
目前， MATLAB已经广泛地应用于工程设计的各个领域，如电子、通信等领域；它已成为国际上最流行的计算机仿真软件设计工具。
现在的MATLAB不再仅仅是一个矩阵实验室，而是一种实用的、功能强大的、不断更新的高级计算机编程语言。
现在从电子通信、自动控制图形分析处理到航天工业、汽车工业，甚至是财务工程。
MATLAB都凭借其强大的功能获得了极大的用武之地。
广大学生可以使用MATLAB 来帮助进行信号处理、通信原理、线性系统、自动控制等课程的学习；科研工作者可以使用MATLAB 进行理论研究和算法开发；工程师可以使用MATLAB 进行系统级的设计与仿真。
四、BPSK 调制解调的MATLAB 仿真4.1 BPSK 调制的数学模型由于BPSK 的两种码元的波形相同，极性相反，故BPSK 信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：()t t s t e c ωcos )(2PSK = 其中∑-=ns n nT t g a t s )()(，即s(t)为双极性全占空(非归零)矩形脉冲序列。