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BPSK调制解调.pdf
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BPSK 调制解调
一、 主要内容
1、 简要阐述 BPSK 调制解调原理
2、 用 MATLAB 进行仿真,附上仿真源程序和仿真结果,对结果进行分析。
二、 主要原理
2.1 BPSK 的调制原理
在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离
散变化时,则产生二进制移相键控( 2PSK)信号。通常用已调信号载波
的 0 度和 180 度分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0.二进制移相键控
信号的时域表达式为
e
2PSK
(t) [
a
n
g(t nT
s
)]cos w
c
t
n
(式 2—1)
其中,
a
n
与 2ASK 和 2FSK 时的不同,在 2PSK 调制中,
a
n
应选择双极性,即
a
n
1
,当发送概率为 P, 当发送概率为 1-P,
a
n
1
。若
g(t)
是脉宽为
T
S
、
高度为 1 的矩形脉冲,则有
当发送概率为 P 时,
e
2PSK
(t) cos(w
c
t)
(式 2
—2)
发送概率为 1-P 时,
e
2PSK
cos(w
c
t)
(式 2
—3)
由(式 2—2)和(式 2—3)可以看出,当发送二进制符号 1 时,已
调信号
e
2PSK
(t)
取 0 度相位,当发送二进制符号为 0 时,
e
2PSK
(t)
取 180
度相位,则有
e
2PSK
cos(w
c
t
n
)
,其中发送符号 1,
n
0
0
,发送符号
0,
n
180
0
。
这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字调制信号的调制方
式,称为二进制绝对移向方式。下面为 2PSK 信号调制原理框图 2.1 所示:
S(
码 型
1
e
2PSK
(t)
乘
cos(w
c
t)
图 2.1:2PSK 信号的调制原理图(模拟
调制方法)
利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟
调制的一个特例,把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理。
1 0 0 1 1
t
T
S
图 2.2 BPSK 信号时间波形示例
2.2 BPSK 解调原理
2PSK 信号的解调通常都采用相干解调,解调器原理如图 2.3 所示,
在相干解调过程中需要用到和接收的 2PSK 信号同频同相的想干载波。
e
2PSK
(t)
带
a
相
c
低
b
通
d
抽
定
e
输
cos(w
c
t)
2
图 2.3:BPSK 相干解调
a
T
1
0 0
1 1
t
t
1 0 0 1 1
\
b
c
d
e
t
图 2.4 BPSK 解调各点时间波形
在 2PSK 相干信号解调过程中,当回复的相干载波产生 180 度倒相时,
解调出的数字基带信号与将发送的数字基带信号正好相反,解调器输出
数字基带信号全部错误,这通常称为“倒
”现象。为了解决这一问题,
提出二进制差分相位键控 2DPSK,2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相
对相位变化来表示数字信息的,假设前后相邻码元的载波相位差为
,
=0,表示数字信息“ 0”,当
,表示数字信息“ 1”,也可以当
,表示数字信息“0”,
=0,表示数字信息“1”。2DPSK 用下面
3
方法实现:首先对二进制数字基带信号进行差分编码,将绝对吗便是成
二进制信息变换成用相对码表示二进制信息,然后再进行绝对调相,从
而产生二进制差分相位键控信号。调制原理如图 2.3 所示:
0
cos(w t)
180 度
码
c
e
2 DPSK
(t)
S(
图 2.3:2DPSK 信号调制器原理图
2DPSK 相干解调原理与 2PSK 相干解调原理想似,只是在抽样判决后
加了码反变换器,使回复的相对码,再通过码反变换器换为绝对码,从
而恢复出发送的二进制数字信息,输出的绝对码不会发生任何倒置现象,
从而解决载波相位模糊问题。也可采用差分相干解调,解调原理是直接
比较前后码元的相位差,从而恢复出发送的二进制数字信息,由于解调
的同时完成码反变换作用,故解调器中不需要码反变换器。
三、基于 MATLAB 的 BPSK 调制解调仿真
3.1 仿真输出各点结果
1)产生随机的二进制比特序列
本程序传送的信号是利用随机函数产生随机的十比特二进制流。实
际通信中不少信道都不能直接传送基带信号,必须用基带信号对载波波
形的某些参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化,
即所谓正弦载波调制。正弦波可以作为数字模拟调制系统和数字调制系
统的载波。
输出框图如下
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