第三章 3 无线通信中的数字调制与解调(BPSK的误码率性能分析)
第三章 2 无线通信中的数字调制与解调(宽带无线常用数字调制方法)
引言 BPSK 2DPSK 多进制数字调制 QPSK 4DQPSK BFSK MSK GMSK QAM
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多进制数字调制
z
二进制数字调制系统是数字通信系统最基本的方 式，具有较好的抗干扰能力。
9 由于二进制数字调制系统频带利用率较低，使其在实际 应用中受到一些限制。 9 在信道频带受限时 为了提高频带利用率，通常采用多进 制数字调制系统。其代价是增加信号功率和实现上的复 杂性。
S2DPSK(t)
带通 滤波器
a
乘法器
c
低通 滤波器
d
抽样 判决器
e
输出
b
延迟Ts 2DPSK差分相干解调原理图 定时脉冲
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二进制差分相移键控(2DPSK)
a
b
c
d
e
0
0
1
0
1
1
0
2DPSK差分相干解调波形图
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9 这种现象通常称为相位模糊现象。现实的无线通信接收 机需要采用信道估计技术校正这种模糊。
z
在某些信道中，信道估计是困难或不精确的，因 此，为了解决BPSK信号解调过程的反向工作问题， 提出了二进制差分相位键控(2DPSK)。
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四相相移键控 (QPSK)
z
其相关解调原理如下图所示
⊗
cos ωc t
ofdm bpsk误码率
ofdm bpsk误码率OFDM是一种用于无线通信的调制技术，而BPSK则是OFDM中常用的调制方式之一。
在使用BPSK调制时，我们通常关注的一个指标是误码率（Bit Error Rate）。
误码率是衡量数字通信系统性能的重要指标之一，通常用来表示在传输过程中出现比特错位的概率。
较低的误码率意味着更可靠的数据传输。
在OFDM系统中，误码率的计算不仅受调制方式的影响，还受到其他因素的影响，如信噪比、码率、信道特性等。
我们将逐步探讨这些因素，并介绍如何计算OFDM BPSK调制的误码率。
首先，让我们了解一下OFDM（正交频分复用）技术。
OFDM将数据流分成多个子信道，并在每个子信道上同时传输数据。
这样可以降低频谱间的干扰，提高系统的容量和抗干扰能力。
OFDM系统中的每个子信道都是由一个基本载波频率和一组正交子载波组成。
然后，我们来了解一下BPSK（二进制相移键控）调制方式。
BPSK是一种基本的数字调制方式，它将比特序列映射到相位上，一个比特为0对应一个相位，一个比特为1对应另一个相位。
在BPSK调制中，相位差为180度，只有一个载波频率。
接下来，我们将重点关注误码率的计算。
在理论分析中，BPSK调制下的误码率可以通过统计分析得到。
我们假设OFDM系统中的子信道独立且遵循高斯分布，信噪比为Eb/N0。
根据BPSK调制的特点，我们可以将误码率近似为Q函数（高斯函数的积分），计算公式为：Pe ≈ Q(sqrt(2*Eb/N0))其中，Pe表示误码率。
在实际应用中，我们通常使用信噪比（SNR，Signal-to-Noise Ratio）来衡量信号的质量。
SNR为信号能量与噪声能量之比。
对于BPSK调制，信噪比与误码率之间存在以下关系：SNR = Eb/N0这个关系使得我们可以通过测量信噪比以估计误码率。
最后，我们需要考虑一些其他因素如信道特性和实际系统的调制方案，这些因素可能会影响误码率的计算和实际性能。
综上所述，在OFDM系统中使用BPSK调制时，误码率是一个重要的性能指标。
AWGN信道中BPSK误码率仿真分析
窑26窑
微处理机
2021 年
图 11 整体仿真模型
4结束语
利用数字信号载波传输系统中存在的信道噪声 误码，借助于 AWGN 信道模块和高斯噪声器模块， 在适当参数下得出了相同的仿真结果。随着仿真时 间增加，统计样本随之增加，将使得误码率仿真结果 更加接近理论分析值。基于蒙特卡罗统计方法得到 的仿真结果与理论计算之间具有较好的一致性，而 在实际工程中，要获得通信系统的理论性能往往比 较困难，因此，仿真手段几乎成为通信系统性能评估 的最佳选择。
第3期 2021 年 6 月
微处理机 MICROPROCESSORS
No. 3 Jun.，2021
·微机网络与通信·
AWGN 信道中 BPSK 误码率仿真分析
丁凯
（海军 92785 部队，辽宁 绥中 125208）
摘 要: 针对加性高斯白噪声使数据出现差错对数字通信系统中信号接受端带来的负面效应，
对加性高斯白噪声对信道中误码率性能的影响展开研究。通过介绍 BPSK 的扩频调制解调原理及信
图 3 BPSK 调制信号
实际信道中存在着各种干扰，会对通信系统造 成影响。在加性高斯白噪声信道中，信道的输入信 号将与信号内的高斯白噪声相叠加，导致如图 4 所 示的波形。
图 4 BPSK 叠加高斯白噪声
信号接收机接收到经过调制和叠加了高斯白
图 7 抽样判决后的信号
在实际通信系统中，由于受所处环境、仪器精密 度、电磁干扰等的影响，导致了调制解调存在一定的 误差，此误差即被称为误码率。 2.3 BPSK 调制 BER 的理论性能
2.26伊10-3
在 BPSK 调制与解调模块中增加 AWGN 模块， AWGN 信道中设置 Mode 参数，仿真结果如图 10 所 示。当 Eb/ N0 设置为 100 dB、信噪比取值很大时[6]， AWGN 模块不会引入传输错误，如图 10(a)所示，输 入发送信号序列和接收解调输出的信号序列都是由 一连串收发相互一致的双精度随机整数值（1 或 0） 组成。把 Eb/N0 的值修改为-10 dB 后[7]，产生了不少错 误，收发数据序列波形变得不一致，如图 10(b)所示。
通信系统中的误码率分析与性能评估
通信系统中的误码率分析与性能评估在通信系统中，误码率是一个非常重要的性能指标。
误码率是指在传输过程中发生错误的比率，通常用比特错误率（BER）来表示。
误码率的高低直接影响着通信系统的性能，因此对误码率的分析与评估至关重要。
首先，误码率的分析是通信系统设计和优化的关键步骤。
通过对误码率的分析，可以评估系统在传输过程中所面临的信道噪声、干扰等影响因素，从而选择合适的调制解调器、编码方式、等效传输速率等参数，以提高系统的可靠性和稳定性。
在数字通信系统中，通常采用的方法是通过理论分析和模拟仿真来确定误码率的上限和下限，以便在实际应用中保证通信质量。
其次，误码率的性能评估是验证通信系统设计的重要手段。
通过对系统实际运行时的误码率进行测试和监测，可以及时发现并解决通信系统中存在的问题，确保系统在各种工作条件下的性能稳定性。
误码率的性能评估通常包括误码率曲线的绘制、误码率的统计分析、误码率的均衡和去噪等方法，以验证系统设计的有效性和可靠性。
总之，通信系统中的误码率分析与性能评估是保证通信质量的关键环节。
只有通过对误码率的准确分析和评估，才能确保通信系统在传输过程中实现高效、稳定和可靠的数据传输，满足用户对通信质量的不断提升的需求。
希望通过对误码率的深入研究，不断提升通信系统的性能和可靠性，确保信息传输的安全和可靠。
《移动通信--BPSK调制与解调》报告
《移动通信--BPSK调制与解调》报告《移动通信BPSK 调制与解调》报告在当今的信息时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
其中，BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）调制与解调技术作为一种重要的数字通信技术，在移动通信中发挥着关键作用。
一、BPSK 调制的基本原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式。
在 BPSK 中，通常用二进制数字“0”和“1”来控制载波的相位。
当数字信号为“0”时，载波的相位为0 度；当数字信号为“1”时，载波的相位为 180 度。
从数学角度来看，假设发送的二进制数字序列为{an}，其中 an 取值为 0 或 1，载波信号为Acos(2πfct)，那么 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝Acos(2πfct ＋πan)通过这种方式，将数字信息加载到载波信号的相位上，实现了信号的调制。
二、BPSK 调制的实现方式在实际应用中，BPSK 调制可以通过多种方式实现。
一种常见的方法是使用乘法器。
将数字信号与一个正弦载波相乘，得到调制后的信号。
另一种实现方式是基于数字电路，通过逻辑门和计数器等组件来生成 BPSK 调制信号。
这种方式在数字通信系统中应用广泛，具有稳定性高、易于集成等优点。
三、BPSK 解调的基本原理解调是从接收到的已调信号中恢复出原始数字信号的过程。
BPSK的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要在接收端产生一个与发送端载波同频同相的本地载波。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘，然后通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的数字信号。
四、BPSK 解调的实现过程首先，接收到的信号与本地载波相乘，得到：r(t) ＝ s(t) × cos(2πfct ＋φ)其中，φ 为本地载波与发送端载波的相位差。
经过乘法运算后，得到：r(t) ＝ 05A1 ＋cos(2πfct ＋πan ＋φ 2πfct)＝ 05A1 ＋cos(πan ＋φ)通过低通滤波器后，滤除高频分量，得到：r'（t) ＝ 05A1 ＋cos(πan ＋φ)最后，对 r'（t) 进行抽样判决。
bpsk调制及解调原理实验报告
bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控（BPSK）调制及解调的原理，通过实际操作和观测，掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，分析其性能特点，并探讨相关参数对系统性能的影响。
二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式，它使用两个相位（通常为 0和π）来表示二进制数字信息。
在 BPSK 中，当输入的二进制数字为“0”时，调制后的载波相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，调制后的载波相位为π。
假设输入的二进制序列为｛an}，载波信号为cos(ωct)，则 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝an cos(ωct ＋φn)其中，当 an ＝ 0 时，φn ＝ 0；当 an ＝ 1 时，φn ＝π。
（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的二进制数字信息。
具体的解调过程如下：接收信号 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t) （其中 n(t) 为加性高斯白噪声）与本地载波cos(ωct) 相乘得到：r(t) cos(ωct) ＝an cos(ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)＝ 1/2 an 1 ＋cos(2ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后，滤除2ωc 频率成分，得到：1/2 an ＋n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决，若抽样值大于 0，则判决为“0”；若抽样值小于0，则判决为“1”。
三、实验内容与步骤（一）实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能（二）实验步骤1、利用编程语言（如 MATLAB）生成随机的二进制数字序列作为输入信号。
BPSK调制解调及误码率的计算
BPSK调制解调及误码率的计算BPSK (Binary Phase Shift Keying) 是一种基本的数字调制技术，常用于数字通信系统中。
它通过将数字信号映射为相位上的两个值来进行调制，并使用相干解调器进行解调。
本文将介绍BPSK调制解调的原理以及如何计算误码率。
1.BPSK调制原理：在BPSK调制中，每个二进制位（0或1）被映射为两个可能的相位值：0对应于0度相位，1对应于180度相位。
这种相位差可以通过正弦和余弦函数来实现。
-二进制信息序列被输入到调制器中。
-调制器将二进制位转换为相位值，0对应于0度相位，1对应于180度相位。
-经过调制的信号通过信道传输。
2.BPSK解调原理：BPSK解调器的任务是将传输信号恢复为原始的二进制序列。
当信号通过信道传输后，可能会受到噪声和其他干扰的影响，从而导致误码的产生。
BPSK解调的过程如下：-接收到的信号经过信道传输后，会受到噪声和其他干扰的影响，使信号的相位发生随机的偏移。
-解调器使用相干解调的方法测量接收信号的相位。
-根据测量到的相位值，解调器将信号恢复为原始的二进制序列。
3.误码率的计算方法：误码率是衡量通信系统性能的重要指标，它表示在传输过程中发生误码的概率。
对于BPSK调制，误码率的计算可以通过理论分析或仿真实验进行。
理论分析方法：在BPSK调制中，误码率的理论计算可以使用误码率表达式得到。
对于理想的信道，没有噪声和干扰，误码率的表达式为：P_e = Q(sqrt(2*Eb/N0))其中，Eb/N0表示信噪比，Q(x)为高斯函数。
对于有噪声和干扰的实际信道，可以根据信号接收的信噪比进行实际误码率的计算。
仿真实验方法：使用计算机仿真软件，可以模拟BPSK调制解调系统，并通过对大量的二进制序列进行模拟传输和解调，统计接收到的误码数量来计算误码率。
误码率的计算通过测量接收信号中发生错误的比特数与总传输的比特数之比得到。
它通常以对数的形式表示，即以dB为单位。
bpsk调制及解调实验报告
BPSK调制及解调实验报告实验目的本实验旨在通过实践，深入理解二进制相移键控（BPSK）调制及解调的原理和实现方法。
实验原理BPSK是一种常用的调制技术，它将二进制数字0和1分别映射为相位0度和180度的信号。
调制器通过改变载波信号的相位来实现信号的调制，解调器通过检测信号的相位来实现信号的解调。
实验步骤1.准备工作：搭建实验所需的硬件平台，包括信号发生器、混频器、示波器等设备。
2.设置信号发生器：将信号发生器的频率设置为所需的载波频率，幅度设置为适当的数值。
3.设置混频器：将混频器的输入端连接到信号发生器的输出端，输出端连接到示波器的输入端。
4.调制信号：将二进制数据流输入到调制器，根据数据流的值选择相应的相位（0度或180度）来调制载波信号。
5.发送信号：将调制后的信号发送到混频器，混频器将调制信号与载波信号相乘，并输出到示波器上进行观察。
6.解调信号：在接收端，将接收到的信号输入到解调器中进行解调。
解调器根据信号的相位来判断数据流的值（0或1）。
7.观察解调结果：将解调器的输出连接到示波器上，观察解调后的信号波形是否与原始数据相匹配。
实验结果通过以上步骤，我们成功实现了BPSK调制及解调的过程，并获得了正确的解调结果。
观察示波器上的波形，我们可以清晰地看到调制信号的相位变化以及解调信号的恢复过程。
实验分析BPSK调制及解调是一种简单直观的调制技术，它在数字通信系统中得到了广泛应用。
通过本次实验，我们更加深入地了解了BPSK调制及解调的原理和实现过程，同时也对数字通信系统的工作原理有了更清晰的认识。
实验总结本次实验通过实际操作，深入理解了BPSK调制及解调的原理和实现方法。
通过观察示波器上的波形，我们成功地验证了BPSK调制及解调的正确性。
这对于我们进一步学习和实践数字通信系统具有重要意义。
参考文献暂无注意：该实验报告仅为参考样例，具体内容和格式要根据实际情况进行调整。
bpsk解调门限
bpsk解调门限一、bpsk解调概述在无线通信领域，bpsk（Binary Phase Shift Keying，二进制相位调制）是一种常见的调制技术。
它通过改变载波信号的相位来实现数字信号的传输。
bpsk解调则是将接收到的调制信号恢复成原始数字信号的过程。
二、bpsk解调门限的定义与作用bpsk解调门限，指的是在接收端对调制信号进行解调时，所需达到的最低信噪比。
门限值越高，表示解调性能越好，恢复出的原始数字信号越准确。
在实际应用中，bpsk解调门限对于评估通信系统的性能和优化系统设计具有重要意义。
三、bpsk解调门限的计算方法bpsk解调门限的计算方法主要依赖于信道编码技术和信号检测方法。
常用的计算方法有三种：1.相位误差概率门限：根据调制信号的相位误差概率与信噪比之间的关系，计算解调门限。
2.误码率门限：根据信道编码的误码率与信噪比之间的关系，计算解调门限。
3.符号误差率门限：根据调制信号的符号误差率与信噪比之间的关系，计算解调门限。
四、bpsk解调门限的应用场景bpsk解调门限在以下应用场景中具有重要意义：1.通信系统设计：通过优化bpsk解调门限，提高通信系统的性能和可靠性。
2.信道评估与优化：利用bpsk解调门限分析信道质量，为通信链路的优化提供依据。
3.信号检测与估计：在无线通信中，bpsk解调门限有助于准确地检测和估计调制信号。
五、提高bpsk解调门限的策略1.选择合适的调制参数：根据通信系统的实际需求，合理选择调制参数，以提高解调性能。
2.优化信道编码技术：采用更高效的信道编码技术，降低误码率，提高解调门限。
3.改进信号检测方法：研究新的信号检测算法，提高信号检测的准确性，从而提高解调门限。
4.引入自适应调制与编码：根据信道条件动态调整调制参数和编码参数，提高通信系统的适应性。
六、总结与展望bpsk解调门限是评估通信系统性能的重要指标，通过计算和解调门限，可以优化系统设计、提高通信质量和可靠性。
卫星数传通信BPSK调制分析
卫星数传通信BPSK调制分析
卫星数传通信BPSK调制是一种基于二进制振幅移移键控(BPSK)技术的数字通信方法，也是目前卫星通信领域中最常用的一种调制方式之一。
BPSK调制技术是将数字数据转化为离散的正弦波载波信号，其中1对应正弦波，0对应负移相180°的正弦波。
当接收端收到信号后，将其解调后即可提取数传数据。
BPSK调制的优点在于其简单性和抗干扰性强。
由于BPSK调制采用二进制信号进行调制，其调制效果很不错，可以有效地防止误码率产生。
而且BPSK调制时，频谱所需带宽较小，这意味着可以在有限的带宽下传递更多的信息，从而降低成本和资源的浪费。
当然，BPSK调制也存在一些缺陷。
其中最明显的缺陷是它的码率比较低，这意味着如果需要传输大量数据，BPSK调制不是最好的选择。
而且，BPSK调制也受到信道的干扰和噪声的影响，这必然会影响其传输质量，导致误码率的发生。
在卫星通信中，BPSK调制主要用于低速数据传输。
因为卫星在传输中，经常会受到各种因素的影响，如频段、大气层、电离层等因素的影响。
BPSK调制具有抗干扰性强、接收灵敏度高的优点，能够保证数据传输的稳定性和可靠性，因此，在卫星通信中应用广泛。
总之，BPSK调制是一种信噪比相对较高、频谱占用相对较小
的数字调制技术，尤其适用于低速数据传输。
随着卫星通信技术的不断发展，BPSK调制将会继续发挥其重要的作用。
bpsk调制解调实验报告
bpsk调制解调实验报告BPSK调制解调实验报告引言BPSK（Binary Phase Shift Keying）调制解调是一种常用的数字通信调制技术，它广泛应用于无线通信、卫星通信以及数字电视等领域。
本实验旨在通过实际操作，深入理解BPSK调制解调的原理和过程，并通过实验结果进行验证和分析。
一、实验目的本实验的主要目的如下：1. 理解BPSK调制解调的基本原理；2. 掌握BPSK调制解调的实现方法；3. 通过实验验证BPSK调制解调的性能。
二、实验原理BPSK调制解调是基于二进制信号的调制解调技术，它将数字信号转换为连续的正弦波信号，并通过正弦波信号的相位来表示二进制信号的“0”和“1”。
具体原理如下：1. BPSK调制BPSK调制将二进制信号转换为相位不同的正弦波信号。
当二进制信号为“0”时，相位不变；当二进制信号为“1”时，相位反转180度。
这样，通过正弦波信号的相位变化，就能够表示二进制信号的“0”和“1”。
2. BPSK解调BPSK解调是将接收到的正弦波信号转换为对应的二进制信号。
解调过程中，通过检测正弦波信号的相位变化，判断二进制信号的“0”和“1”。
如果相位变化为180度，则判断为“1”；如果相位不变，则判断为“0”。
三、实验步骤1. 实验准备连接信号发生器、BPSK调制解调器和示波器，确保各设备正常工作。
2. BPSK调制实验a. 设置信号发生器的频率和幅度，生成二进制信号。
b. 将二进制信号输入到BPSK调制器中，进行调制。
c. 将调制后的信号输出到示波器，观察波形变化。
3. BPSK解调实验a. 调整信号发生器的频率和幅度，生成BPSK调制后的信号。
b. 将接收到的信号输入到BPSK解调器中，进行解调。
c. 将解调后的信号输出到示波器，观察波形变化。
四、实验结果与分析通过实验观察和测量，得到了BPSK调制解调的波形图。
根据波形图，可以得出以下结论：1. BPSK调制波形BPSK调制后的波形图呈现出两种状态：相位不变和相位反转180度。
bpsk实验报告
bpsk实验报告BPSK实验报告引言：在现代通信系统中，调制技术是非常重要的一环。
调制技术可以将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中进行有效的传输和接收。
二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）是一种常见的调制技术，本实验将通过搭建BPSK调制解调系统来深入了解其原理和性能。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建BPSK调制解调系统，掌握BPSK调制解调的原理和过程，并测量其性能参数，包括误码率和信噪比。
二、实验原理BPSK调制是一种基带数字调制技术，它将二进制数字信号转换为相位的变化。
在BPSK调制中，数字“1”和“0”分别对应着不同的相位，通常为0°和180°。
在发送端，将输入的二进制信号转换为相应的相位，然后通过信道传输。
在接收端，通过解调器将接收到的信号转换为二进制信号。
三、实验器材和步骤1. 实验器材：- 信号发生器- BPSK调制解调器- 示波器- 信道模型- 计算机2. 实验步骤：1) 将信号发生器设置为产生二进制数字信号。
2) 将信号输入到BPSK调制解调器的发送端。
3) 将BPSK调制解调器的接收端连接到示波器。
4) 调整信号发生器的参数，观察示波器上的输出波形。
5) 测量误码率和信噪比，记录实验结果。
四、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的实验结果。
首先，我们观察到示波器上的输出波形，可以清晰地看到相位的变化。
当输入为“1”时，波形相位发生180°的变化；当输入为“0”时，波形相位保持不变。
这验证了BPSK调制的原理。
接下来，我们进行了误码率和信噪比的测量。
通过对接收到的信号进行解调，并与发送端的信号进行比较，我们可以计算出误码率。
同时，我们还测量了信噪比，即信号与噪声的比值。
这些参数是评估调制解调系统性能的重要指标。
根据实验数据，我们可以分析误码率和信噪比之间的关系。
当信噪比较高时，误码率较低，说明系统的抗干扰能力较强。
《移动通信--BPSK调制与解调》报告
移动通信--BPSK调制与解调1. 引言移动通信是现代通信技术的重要组成部分，其中调制和解调技术是信号的传输和接收过程中的关键环节。
本报告将重点讨论二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）调制和解调技术。
2. BPSK调制原理BPSK调制是一种基于相位的调制技术，它将输入的二进制数据流转换为相位差为180度的正弦信号。
具体来说，逻辑1和逻辑0分别对应不同相位的正弦信号，经过BPSK调制后的信号可以被传输至接收端进行解调。
BPSK调制可以用如下的数学表示：$$s(t) = A \\cdot \\cos(2\\pi f_c t + \\pi m)$$其中，$A$表示幅度，$f_c$表示载波频率，$t$表示时间，$m$表示输入信号。
对于BPSK调制，$m$的值只能为逻辑1或逻辑0。
3. BPSK解调原理BPSK解调是将接收到的BPSK调制信号恢复为原始的二进制数据流的过程。
解调过程基于相位差的改变来判断接收到的信号是逻辑1还是逻辑0。
BPSK解调可以用如下的数学表示：$$\\hat{m} = \\begin{cases}1, & \\text{if} \\ \\Delta\\phi > 0 \\\\0, & \\text{if} \\ \\Delta\\phi < 0\\end{cases}$$其中，$\\hat{m}$表示解调后的输出，$\\Delta\\phi$表示接收到的相位差。
如果相位差大于0，则认为接收到的是逻辑1；如果相位差小于0，则认为接收到的是逻辑0。
4. BPSK调制与解调的实现BPSK调制与解调可以通过软件仿真或硬件电路来实现。
在软件仿真方面，可以利用MATLAB等工具进行实现。
通过BPSK调制信号和加入噪声模拟信道，然后进行BPSK解调，可以得到解调后的输出。
在硬件电路方面，可以利用电子元器件进行设计和实现。
通过使用相位锁定环路电路和时钟恢复电路等技术来实现BPSK解调。
ook bpsk 误码率
ook bpsk 误码率OOK和BPSK是两种常见的调制方式，它们分别代表了光学开关调制和二进制相移键控调制。
误码率是衡量通信系统性能的重要指标之一，它表示了在传输过程中出现错误的概率。
本文将以OOK和BPSK 的误码率为主题，详细介绍这两种调制方式的特点和误码率的计算方法。
一、OOK调制和误码率OOK调制是一种基础的光通信调制方式，通过改变光信号的强度来表示数字信号的0和1。
当发送端要发送1时，光信号的强度为高电平；当发送端要发送0时，光信号的强度为低电平。
接收端通过检测光信号的强度来判断接收到的是0还是1。
当光信号经过传输通道时，会受到噪声的影响，导致接收端无法准确地判断光信号的强度。
这就会产生误码，即接收到的信号与发送的信号不一致。
误码率就是在一定时间内，接收到的错误比特数与发送的比特总数之比。
计算OOK的误码率需要考虑信噪比的影响。
信噪比是信号功率与噪声功率之比，表示信号的强度与噪声的强度之间的关系。
当信噪比较高时，误码率较低；当信噪比较低时，误码率较高。
二、BPSK调制和误码率BPSK调制是一种常用的数字通信调制方式，通过改变载波信号的相位来表示数字信号的0和1。
当发送端要发送1时，载波信号的相位不变；当发送端要发送0时，载波信号的相位相差180度。
接收端通过检测载波信号的相位来判断接收到的是0还是1。
与OOK调制类似，BPSK调制也会受到噪声的影响，导致误码的产生。
误码率的计算方法也与OOK调制相似，需要考虑信噪比的影响。
三、误码率的计算方法误码率的计算方法有多种，常见的一种是使用误码率公式。
误码率公式是由信道容量定理推导出来的，可以用于计算不同调制方式下的误码率。
在OOK调制中，误码率的计算可以使用二进制对称信道容量公式。
该公式表示了在二进制对称信道中传输的比特数与误码率之间的关系。
在BPSK调制中，误码率的计算也可以使用二进制对称信道容量公式。
不同的是，在BPSK调制中，信噪比的计算需要考虑到相位差对误码率的影响。
bpsk调制及解调实验报告
bpsk调制及解调实验报告BPSK调制及解调实验报告引言无线通信技术的快速发展使得我们能够随时随地进行无线通信，而调制和解调技术则是无线通信中的重要环节。
本实验旨在通过实际操作，深入了解二进制相移键控（BPSK）调制与解调的原理和方法。
一、实验目的1. 了解BPSK调制与解调的基本原理；2. 掌握BPSK调制与解调的实验操作方法；3. 通过实验验证BPSK调制与解调的正确性。
二、实验原理BPSK调制是一种基本的数字调制方式，其原理是将二进制数字序列转换为相位信息，通过改变载波的相位来传输信息。
在BPSK调制中，二进制数字“0”和“1”分别对应载波相位的0度和180度。
BPSK解调的原理与调制相反，将接收到的信号与参考信号进行相乘，然后通过低通滤波器去除高频成分，得到原始的二进制数字序列。
三、实验器材1. 信号发生器：用于产生载波信号；2. BPSK调制解调器：用于进行BPSK调制与解调；3. 示波器：用于观察调制信号和解调信号。
四、实验步骤1. 连接实验器材：将信号发生器的输出与BPSK调制解调器的输入相连，将BPSK调制解调器的输出与示波器相连；2. 设置信号发生器：将信号发生器的频率设置为合适的数值，使其能够产生所需的载波信号；3. 进行BPSK调制：在BPSK调制解调器中设置二进制数字序列，观察示波器上的调制信号；4. 进行BPSK解调：将调制信号输入到BPSK调制解调器中，观察示波器上的解调信号；5. 调整参数：根据实际情况，适当调整信号发生器的频率和BPSK调制解调器的参数，观察调制信号和解调信号的变化。
五、实验结果与分析通过实验操作，我们成功地进行了BPSK调制与解调。
观察示波器上的调制信号和解调信号，可以清晰地看到载波相位的变化，以及解调信号中的二进制数字序列。
在实验过程中，我们发现调制信号的频率和相位与信号发生器的设置有关，通过调整信号发生器的频率，我们可以改变调制信号的频率；通过调整BPSK调制解调器的参数，我们可以改变调制信号的相位，从而实现不同的调制方式。
bpsk qpsk误码率 -回复
bpsk qpsk误码率-回复BPSK和QPSK是两种常见的调制方式，它们在数字通信系统中被广泛应用。
而误码率是衡量一个通信系统性能的重要指标之一，本文将以“BPSK 和QPSK误码率”为主题，逐步解释它们之间的关系以及如何计算误码率。
第一部分：BPSK调制与误码率BPSK（二进制相移键控）是一种基本的数字调制方式，它通过改变载波相位来传输二进制信息。
比特“0”对应相位为0的载波，比特“1”对应相位为180的载波。
这种调制方式在通信系统中非常简单，但对于抗噪声能力较差。
误码率是在受到噪声干扰的情况下，接收端在检测比特值时错误的概率。
对于BPSK调制，我们可以利用统计学原理推导出误码率的表达式。
假设接收信号的噪声为加性高斯白噪声（AWGN），设噪声的功率谱密度为N0/2。
BPSK的误码率（Pe）可以通过以下公式计算：Pe = 0.5 * erfc(sqrt(Eb/N0))其中，Eb为比特能量，N0为噪声功率谱密度。
erfc(x)表示x的互补误差函数。
通过这个公式，我们可以看出误码率与信噪比（Eb/N0）有关。
信噪比的增加可以降低误码率，因为更高的信噪比意味着更强的信号和更小的噪声干扰。
第二部分：QPSK调制与误码率与BPSK不同，QPSK（四相移键控）调制可以同时传输两个比特，通过改变载波的相位和幅度来表示四种不同的信号状态。
具体而言，QPSK将四个可能的相位转换为一个信号点，每个信号点携带2比特信息。
类似于BPSK，我们可以推导出QPSK的误码率表达式。
在理想情况下，即仅受到AWGN噪声的影响，QPSK的误码率为：Pe = 1 - sqrt(1 - Q(2sqrt(Eb/N0)))其中，Q(x)表示高斯错误函数。
需要注意的是，这个表达式是在不考虑编码和纠错码等额外技术的情况下得到的。
不同于BPSK调制，QPSK的误码率与信噪比之间存在复杂的关系。
在低信噪比下，QPSK的误码率比BPSK低；而在高信噪比下，QPSK的误码率则比BPSK高。
bpsk误码率的推导
bpsk误码率的推导BPSK（二进制相移键控）是一种数字调制技术，常用于无线通信系统中。
误码率是衡量数字通信系统性能的重要指标之一，它表示在传输过程中，接收端接收到错误比特的概率。
我们来推导BPSK的误码率。
首先，我们需要了解BPSK的工作原理。
BPSK将每个比特表示为一个相移，通常为0°和180°两种相位。
如果发送的比特为1，则发送的是180°相位；如果发送的比特为0，则发送的是0°相位。
在无噪声情况下，接收端可以准确地检测到发送的相位，并正确解码得到原始比特。
然而，真实的通信环境中存在噪声，噪声会引入误差，使得接收端可能无法正确地判断发送的相位。
我们假设噪声是加性高斯白噪声（AWGN），它的功率谱密度是常数。
在这种情况下，接收信号可以表示为发送信号加上噪声，即：r(t) = s(t) + n(t)其中，r(t)是接收到的信号，s(t)是发送的信号，n(t)是噪声。
由于BPSK 发送的是相位，可以将发送的信号表示为：s(t) = A*cos(2πf*t + φ)其中，A是振幅，f是频率，φ是相位。
在接收端，我们使用匹配滤波器对接收信号进行处理。
匹配滤波器是一个滤波器，其频率响应与发送滤波器的共轭有关。
通过匹配滤波器，我们可以将接收信号的能量最大化。
接下来，我们使用决策器来判断接收信号是属于相位为0°还是180°。
决策器会根据接收信号的能量来做出决策。
如果能量超过一个阈值，则判断为180°相位；否则，判断为0°相位。
在高信噪比（SNR）的情况下，噪声对接收信号的影响较小，能够正确判断发送的相位。
但在低SNR情况下，噪声对接收信号的影响变得更加显著，可能导致错误的决策。
误码率是错误比特的概率，可以表示为发送比特为1时，接收到比特0的概率加上发送比特为0时，接收到比特1的概率。
根据BPSK的工作原理和决策器的判断方式，可以推导出BPSK的误码率表达式。
无线通信原理与应用-第三章 数字调制解调
假设在接收端接收到的信号为x(t)，则
x(t)= k(t)S(t) + n(t) （3-2）
2017/7/2 4
第三章数字调制解调
k(t )和n (t )为干扰信号。那么这个相反的过程就是 要将调制信号m (t )从x(t )还原出来，我们称之为解 调。解调是调制的逆过程。 从频谱的角度来看，解调也是频谱搬移或变换， 即解调是已调波频谱的逆搬移或逆变换的过程。
（2）分类 相干解调（coherent demodulation）
非相干解调（noncoherent demodulation）
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第三章数字调制解调
(a) 相干解调
充分利用了原始载波信号的信息，包括相位和频 率，得到最佳或最大似然解调。但其结构较为复杂 ，尤其是在移动的变参信道中，实现完全的同频、 同相较为困难。
线性调制和指数调制（非线性调制）
功率有效调制和带宽有效调制
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第三章数字调制解调
3. 解调 (1) 概念 通信的目的是要将调制信号无畸变地传送到 目的地，从信号的角度来说，这也就意味着在信 源和信宿，调制信号必须是一致的，调制过程是 将调制信号m(t)的频谱m(ω)搬移或改变；那么在 接收端就必须进行相反的过程：
第三章数字调制解调
3.1概述
3.2数字调制基础及分析工具
3.3线性调制
3.4非线性信道的线性调制方案
3.5非线性调制
3.6 OFDM调制
第三章数字调制解调
§ 3.1概述
1. 数字调制概念
2. 数字调制分类 3. 解调 4. 数字调制性能指标 1. 数字调制概念 数字调制是指用一类信号m (t )去控制另一类信 号c(t) 的过程。 m(t ): 是原始数据信息（…d0，d1，d2…di… ）
第三章 1 无线通信中的数字调制与解调 (最佳检测)
T
= ∫ r (τ ) f k (T − t + τ ) dτ
0
T
k = 1, 2," N
z
如果在t＝T时刻对滤波器输出抽样，则
yk (T ) = ∫ r (τ ) f k (τ ) dτ = rk
0
T
k = 1, 2," N
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匹配滤波器解调器
z
因此，在 t＝T 时刻滤波器输出与前面线性相关器得 到的{rk}完全相同。 假定s(t)限定在0≤ t ≤ T内，那么冲激响应h(t)＝s(T－t) 的滤波器就是对信号s(t)的匹配滤波器。h(t)＝s(T－t) 对信号s(t)的响应是
目录
1.
最佳检测器
9 信号模型 9 相关解调器 9 匹配滤波器解调器 9 最佳检测器
2.
无线通信信号的波形设计
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信号模型
z
信息通过BPSK调制，再由单天线发射机利用M个信 号波形{sm(t),m=1, 2, •••, M}发送，每一个信号波形在 持续时间为T的符号间隔内传输。 下图为发送信号通过加性高斯白噪声信道的模型：
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匹配滤波器解调器
z
匹配滤波器解调器的结构如下图:
f1 (T − t )
r1
检
接收信号 r(t)
f 2 (T − t )
r2
测
#
器
f N (T − t )
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rN
t=T 时抽样
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匹配滤波器解调器
z
这些滤波器的输出是
yk ( t ) = ∫ r (τ ) hk ( t − τ ) dτ
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AWGN信道的BPSK性能
∫ P (e | s1 ) =
0 −∞
p
(r
|
s1
)
dr
∫ = 1
0
e−(r−
)2
εb
N0 dr
π N0 −∞
=
∫ 1
e dx − εb / N0 − x2 2
2π −∞
∫ 1 ∞
=
e− x2 2dx
2π εb / N0
= Q
2ε b
N0
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z 假设信道是频率非选择性的，且是慢衰落的，则信 号所有频率分量在通过信道传输时受到相同的衰减 和相移，且信道衰减和相移至少在一个信号传输间 隔内基本固定不变。
z 因此，若发送信号为sl(t)，在一个信号传输间隔内的 等效低通接收信号为
rl (t ) = α sl (t ) e− jφ + z (t ) 0 ≤ t ≤ T
出了BPSK的差错率
Pb = Q
2ε b
N0
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单径瑞利信道中BPSK的性能
z 将上面的差错率改写为下面的形式
( ) Pb (γb ) = Q 2γb
其中
γ b = α 2εb N0
z 将上式作为差错率，其条件是α为固定不变的。
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单径瑞利信道中BPSK的性能
AWGN信道的BPSK性能
z 其中，Q(x)是Q函数，类似的可以求出
P
(
e
|
s2
)
=
Q
2εb
N0
z 因为s1(t)和s2(t)是等概发送的，所以平均错误概率是
Pb
=
1 2
P(e |
s1 ) +
1 2
P(e |
s2 )
= Q
2ε b
N0
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AWGN信道的BPSK性能
z 由上面的分析可知，错误概率只取决于比值εb/N0,而 与信号和噪声的其他细节特征无关，其次2εb/N0也是 匹配(相关)滤波器的输出SNRo。通常将2εb/N0称为比
特性噪比。
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目录
1. AWGN信道中BPSK的误码率性能 2. 单径瑞利(Rayleigh)信道中BPSK误码率性能
r = s1 (t ) + n = εb + n
式中，n表示均值为零，方差为N0/2的加性高斯噪声 分量。
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AWGN信道的BPSK性能
z 相关度量的判决规则将r与阈值零进行比较，如果 r≥0，则判为s1(t)，如果r<0，则判为s2(t)，显然，r的 两个PDF是
p (r | s1 ) = p (r | s2 ) =
1
2
e ( ) − r − εb N0
π N0
1
2
e ( ) − r+ εb N0
π N0
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AWGN信道的BPSK性能
z 两个PDF图示
p (r | s2 )
p (r | s1 )
r
− εb
0
εb
z 在给定发送信号s1(t)的条件下，错误概率就是r<0的 概率，即
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其中，z(t)表示恶化信号的复高斯白噪声过程。
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单径瑞利信道中BPSK的性能
z 假设信号衰落足够慢，以至于相移φ能够从接收信号
中无误差的估计出来，由此可以实现接收信号的相 干检测。
z 接收信号可以用一个匹配滤波器来处理BPSK信号，
由前面得到的固定信道，即就是固定衰减α，已经导
e
j
2π
fct
z 由上式可知，等效低通接收信号为
∑ rl (t ) = ( ) ( ) αn t sl t − τ n t e− j2π fcτn (t)
n
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信号通过衰落信道
z 因 为 rl(t) 是 等 效 低 通 信 道 对 等 效 低 通 信 号sl(t) 的响 应，所以，等效低通信道可以用如下时变脉冲响应 描述
z 为了得到α随机变化时的差错率，必须将Pb(γb)对γb的
概率密度函数求平均，即要计算如下积b
)
p
(γ
b
)dγ
b
其中， Pb(γb)是α为随机变量时γb的概率密度函数。
z 因为α服从瑞利(Rayleigh)分布，由瑞利(Rayleigh)分 布和χ2分布的关系可知，α 2服从χ2分布。
x(t ) = ∑αn (t ) s t −τn (t )
n
其中，αn(t)和τn(t)分别为第n条传播路径上接收信号
的衰减因子和传播延时。
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信号通过衰落信道
z 将s(t)代入上式
∑ x
(t
)
=
Re
n
αn (t ) sl
( ) t −τn
t
e−
j 2π
fcτ n
(t)
目录
1. AWGN信道中BPSK的误码率性能 2. 单径瑞利(Rayleigh)信道中BPSK误码率性能
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AWGN信道的BPSK性能
z 研究AWGN信道下BPSK的性能，假设两个信号波形 为
s1 (t ) = g (t ) s2 (t ) = −g (t )
z g(t)是在0≤ t ≤ T区间内非零，而在其它处为零的任意 脉冲。
Chi
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单径瑞利信道中BPSK的性能
z α2是具有两个自由度的χ2分布，因此γb也是χ2分布。 由χ2分布PDF的表达式可以写出γb的PDF表达式
( ) p γb
= 1 e−γb γb
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AWGN信道的BPSK性能
z 因为s1(t)＝－s2(t)，信号为双极性信号。假设
s1 (t ) = εb s2 (t ) = − εb
z 如图所示
− εb
εb
s2
0
s1
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AWGN信道的BPSK性能
z 假定两个信号等概发送，如果发送的是s1(t)，则解调 器的接收信号是
∑ c (τ ;t ) = ( ) ( ) αn t δ t −τ n t e− j2π fcτn (t)
n
z 当冲激响应c(τ;t)为零均值复高斯过程时，任何时刻t 的包络|c(τ;t)|是瑞利(Rayleigh)分布的，该信道就为瑞
利衰落信道。
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单径瑞利信道中BPSK的性能
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信号通过衰落信道
z 有了前面对AWGN信道的分析基础，可以进一步分 析得到单径瑞利信道的BPSK性能。发送信号一般可 以表示为
s (t ) = Re sl (t ) e j2π fct
z 假设存在多条传播路径，以及和每条路径有关的随 时间变化的传播延时和衰减因子。接收的带通信号 为