【《BPSK调制解调技术概述》1900字】

参考文献BPSK调制解调技术概述在文献[3]提出了相移键控调制（PSK），用发射信号的相位直接表示数字信息，它的频带利用率和在白噪声中的误码率性能在数字调制技术中是最优的。通常我们常用的相位调制方式则为BPSK，而BPSK的时域表达式可以改进为eBPSKt=因为表示信号的两种码元波形相同，但是极性却不同，所以BPSK信号一般可以表述为一个双极性（bipolarity）全占空（100%dutyratio）矩形脉冲序列和一个正弦载波的相乘，可以表示为eBPSKt=s其中stst=n此时g(t)为脉宽时TB的单个矩形脉冲；aan=1即发送二进制“0”时(an=+1)，eBPSKt取0相位；发送二进制符号“1”时(an=−1码型转换乘法器s(t)双极性码型转换乘法器s(t)双极性不归零ecoscosωcos180°移向0π开关电路s(t)e键控法图1.1-1BPSK信号的调制原理框图带通滤波器带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器eacdeb本地载波c定时脉冲输出图1.1-2BPSK信号的解调原理框图在相干解调方式的背景下，在众多接收机中需要有载波同步电路，以提供相干解调所需的相干载波，同时相干载波必须与接收信号的载波频率精确匹配。信源信源高斯信道抽样判决信宿低通滤波器cosBPSK+1/−1图1.1-3BPSK调制技术仿真流程图首先，设置参数：参数名参数意义参数值应用板块T符号（0/1、-1/0）的周期1信源f符号频率1/T1相干解调N_num符号个数1000信源f载波频率10Hz信源N_sample对每个符号的采样点数100信源dt采样时间间隔Tm/10信源N总采样点数N_sample∗N_num10信源t仿真时间0:dt:0:10−2:信源NFFTFFT点数2绘制功率谱密度函数[pxx,f][功率，频率]psd功率谱密度psd=0;psd=psd+pxx;r信噪比20dB高斯信道ω截止频率3π∗0.09Hz低通滤波器B滤波系数firl(16,截至频率为0.03rsd/s、16阶滤波器的滤波器系数低通滤波器window滤波器窗口表1.1-1参数设置及其解释表信源即基带信号利用randn函数随机产生1000个二进制（1/0）码，再利用rectpulse函数将基带信号整形为产生高度为1、宽度为N_sample、关于t=0对称的矩形脉冲信号，继而将单极性码转换为双极性码，遵循双极性不归零的原则，将信号乘2减1，二进制码元由1转为+1，二进制码元0转为-1，继而使用boxcar函数设置矩形窗window，返回双边周期图，频率归一化由矢量NFFT指定，是每单位时间的周期数。采样频率为1/dt是每单位时间的采样数。将基带信号通过FFT点数与矩形窗、采样频率相结合实现功率谱矩阵，并画出其时域波形图及频谱图，如下图所示图1.1-4基带信号的时域波形图及频谱图随后，用载波频率为10Hz的sin(2πf图1.1-5BPSK已调信号的时域波形与频谱图可以看到，调制后的频率确搬移到了10Hz处。而后，将白高斯噪声添加到BPSK已调信号中。标量r指定了每一个采样点信号与噪声的比率，单位为dB。继而利用awgn函数实现将BPSK已调信号加入到信噪比为20dB的高斯信道中，接收端接收到经过信道信号，其时域波形和频谱如图所示，可以看出分布在整个时间轴上的噪声信号。图1.1-6BPSK已调信号经过信道后的时域波形与频谱图接收端接收到信号后，通入BPSK解调模块相干解调，先乘上载波信号sin(2πfct)，获得一个拥有两个频率（10-10；10+10）的信号，其时域波形与频谱图如图所示。图1.1-7BPSK解调后的时域波形与频谱图利用上述参数求出截止频率和滤波系统，而后通入截至频率为0.03rsd/s、16阶滤波器LPF滤除高频载波，实现输出滤波后的信号，时域波形与频谱图如图所示，可以看出此时20Hz处无功率谱密度。图1.1-8解调后通入LPF后的时域波形与频谱图最后将信号进行定时脉冲1：200000抽样判决，与基带信号进行对比，如下图所示图1.1-9信源信宿信号对比图由文献[3]可知BPSK的基带信号为双极性，继而我们可以推算出BPSK的功率谱密度公式可简化为PBPSKf=由此在上文提到的系统中我们可以通过periodogram函数实现，令FFT点数为65536，设置boxcar矩形窗，继而求解出BPSK调制解调后功率谱密度，其曲线如下图所示图1.1-10BPSK调