三、设计方案与原理
3.1系统总体设计
总体的系统设计方案如图3.1.1所示：
产生数字基带信号
图3.1.1 系统方案图
2PSK调制 加入高斯白噪声 2PSK解调 计算误码率 3.1.1通信系统模型
信道：信道就是信号的通道。通信系统一般模型如图3.1.2所示: 信源 噪声 发送设备 信道 接收设备 信宿 图3.1.2 通信系统一般模型
就总体而言，信道应看作一个线性系统，满足线性叠加原理。信号在信道中传输，存在衰耗和时延，信道中总是存在噪声，信号在实际信道中传输，将会产生失真，任何信道都有一定的频率带宽，信道不可能传送功率无限大的信号。
数字通信系统模型如图3.1.3所示:
3
信息源 信源编码 信道编码 数字调制噪声源 信道 数字解调 信道译码 信源译码 收信者 图3.1.3 数字通信系统模型
3.2原理介绍
3.2.1 调制的概念
调制（modulation)就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（也称为信宿）处理和理解的过程。 3.2.2 调制的种类
调制的种类很多，分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为数字调制。按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。脉冲调制也可以按类似的方法分类。此外还有复合调制和多重调制等。不同的调制方式有不同的特点和性能。 3.2.3 调制的作用
调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。 3.2.4 调制方式
在通信中，我们常常采用的调制方式有以下几种：
1、模拟调制：用连续变化的信号去调制一个高频正弦波，主要有：
1) 幅度调制（调幅AM、双边带DSB、单边带SSB、残留边带VSB以及独立边带ISB）；
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2) 角度调制（调频FM，调相PM）两种。因为相位的变化率就是频率，所以调相波和调频波是密切相关的；
2、数字调制：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（已调信号）的过称成为数字调制，主要有：
1) 振幅键控ASK； 2) 频率键控FSK； 3) 相位键控PSK；
3、脉冲调制：用脉冲序列作为载波，主要有：
1) 脉冲幅度调制（PAM：Pulse Amplitude Modulation）； 2) 脉宽调制（PDM：Pulse Duration Modulation）； 3) 脉位调制（PPM：Pulse Position Modulation）。
3.3 BPSK调制基本原理
3.3.1 BPSK调制原理
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分别可以获得振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。
BPSK(Binary Phase Shift Keying)是二进制相移键控，它是一种相位调制算法。相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。BPSK中的“PSK”表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态。BPSK具有以下特点：
(1)抗噪能力强； (2)较高的频带利用率；
(3)抗加性高斯白噪声方面，BPSK性能较好。
用二进制数字基带信号控制载频的相位实现调制称为相移键控PSK，即随着基带信号0、1的变化，载波的相位发生0、错误！未找到引用源。的变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在BPSK中，通常用初始相位0和错误！未找到引用源。分别表示二进制1和0。因此，2PSK信号的时域表达式为：
e2PSK(t)?Acos(?ct??n) （3-1）
其中，错误！未找到引用源。表示第n个符号的绝对相位：
0”时?0，发送“ ?n?? （3-2）
?,发送“1”时?因此，式（2-2）可以改写为:
5
?Acos?ct,概率为P （3-3） e2PSK(t)????Acos?ct,概率为1?P典型的波形如图2.1.1所示。由于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（100％ duty ratio）矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘,即：
e2PSK(t)?s?t?cos?ct （3-4）
其中
s(t)??ang(t?nTs) （3-5）
n这里，s(t)为双极性全占空(非归零)矩形脉冲序列，g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，而an的统计特性为：
错误！未找到引用源。 （3-6）
图3.1.1 2PSK信号的时间波形
2PSK信号的调制原理框图如图2.1.2所示。这里的s(t)信号是双极性的基带信号。
错误！未找到引用（a） 模拟调制方法 0
错误！未找(b) 键控法 图3.1.2 2PSK信号的调制原理框图
s(t) 开关电路 s(t) 码型变换 双极性不归零 乘法器
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