**BPSK调制解调技术**
BPSK(Binary Phase Shift Keying,二进制相移键控)是一种常见的数字调制方式,主要用于无线通信系统中。在BPSK中,信息数据被编码为两个可能的相位状态,通常表示为π/2的相位差,即0度(或1)和180度(或-1)。这种调制方法通过改变载波的相位来传输二进制信息,每比特周期内只改变一次相位,因此它是最简单的相位调制方式。
在给定的MATLAB代码中,展示了BPSK调制与解调的基本步骤:
1. **生成随机二进制序列**:`source=randint(1,1e5);` 这行代码创建了一个长度为100,000的二进制序列,其中每个元素是0或1,用于模拟数据源。
2. **BPSK调制**:`s=(-1*exp(1i*pi*source));` 这里进行了BPSK调制,将二进制序列转换为复数形式。当`source`为1时,对应的相位为π,所以`s`值为-1;当`source`为0时,相位为0,`s`值为1。实际信号是实数,因此使用`real()`函数提取实部。
3. **加入高斯白噪声**:`signal=awgn(s,Eb_N,'measured');` 这一步在调制信号上添加了模拟的高斯白噪声,`Eb_N`表示信噪比(Energy per bit to Noise power spectral density ratio),在这里为5dB。`'measured'`参数意味着噪声功率是根据测量得到的。
4. **判决检测**:`signal((real(signal)>0))=1; signal((real(signal)<0))=-1;` 这两行代码进行硬判决检测,如果接收到的信号的实部大于0,则判决为1;反之,判决为-1。这是最简单的解调方法,但可能会因为噪声导致错误。
5. **解调信号**:`x=(signal+1)/2;` 通过对判决后的信号进行线性归一化,将-1和1映射回0和1,从而得到解调后的二进制序列。
6. **误码率计算**:`err_num=length(find(x~= source)); ber_simulate=err_num/L;` 通过比较解调后序列`x`与原始数据源`source`,计算出误码数`err_num`,然后除以总比特数`L`得到误码率`ber_simulate`,这可以评估解调的性能。
在实际应用中,BPSK由于其简单性和较低的功耗,常被用在要求低复杂度和低数据速率的系统中,例如卫星通信、无线传感器网络等。然而,它的抗噪声性能相比其他调制方式如QPSK、16-QAM等较差,信噪比需较高才能保证可靠通信。在MATLAB中,通过调整`Eb_N`值,可以研究不同信噪比下BPSK系统的性能。