基于Matlab的BPSK调制解调系统仿真

基于Matlab的BPSK调制解调系统仿真

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本知识，为以后的学习打下基础。

关键词：

数字信号，BPSK，高斯白噪声，信噪比，误码率

一、背景及动机

（一）数字信号及数字通信

数字信号是其信息是用若干个明确定义的离散值表示的时离散信号。

数字通信是一种用数字信号作为载体来传输信息的通信方式。数字通信可以传输电报、数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语音和图像等模拟信号。

与模拟通信相比，数字通信具有许多突出优点：一抗干扰力强，二通信距离远，三保密性好，四通信设备的制造和维护简便，五能适应各种通信业务的要求，六是便于实现通信网的计算机管理。

（二）数字通信的前景广阔

由于数字信号相比于模拟信号所具有很多优点，数字通信技术在当今通信技术中占据主导地位，各国都在积极发展数字通信。近年来，我国数字通信得到迅速发展，正朝着高速化、智能化、宽带化和综合化方向迈进。因此作为当代的大学生了解数字通信技术具有深刻的意义。

二、相关知识

（一）通信系统简介

上图为通信系统的一种简化结构，由图可知，在发送端信息源（也称发终端）的作用是把各种可能的消息转换成原始电信号。为了使这个原始信号适合在信道中传输，由发送设备对原始信号完成某种变换 ，然后再送入信道。信道是只信号传输的通道。在接收端，接受设备的功能与发送设备的相反，它能从接受信号中恢复出相应的原始信号，而受信者（也称信息宿或收终端）是将复原的原始信号转换成相应的信息。图中的噪声源是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。

（二）通信系统中的相关概念

信道：信号的传输媒介和相关的变换装置。

噪声：即干扰，通信系统中的干扰分为两种，第一是信号在传输时叠加上的噪声，我们称加性干扰；第二是信道传输特性不理想产生的噪声，我们成为乘性干扰。第一种干扰始终存在，而第二种干扰则随信号的消失而消失。加性噪声又分为好几种，在通信系统中我们主要研究的是高斯白噪声。

高斯白噪声的特点：服从高斯分布，且在整个频率范围内具有平坦的功率谱密度。

信噪比：接收端输出的信号的平均功率与噪声平均功率之比。在相同的条件下，信噪比越高则称这个系统的通信质量越好（或抗干扰能力越强）

误码率：错误接受的码元数在传送总码元数中所占的比例，用以评价数字系统传送信息的可靠程度。

（三）数字信号的BPSK调制

一个BPSK信号可以表示成一个矩形脉冲序列与一个正弦载波的乘积。

这就是说在其一码元持续时间内观察，可以得到

BPSK信号的调制方框图 BPSK信号的接收方框图 由于是首次接触相关内容，我们选择了在仿真上较容易实现的BPSK相干解调的方式，实质上是输出已调信号与本地载波信号进行记性比较的过程。

三、设计内容

Matlab软件为我们提供了一个高效的通信系统仿真平台，它功能强大，易于上手且提供很多通信系统仿真需要的函数。于是我们选择了Matlab来进行此次仿真设计。