基于MATLAB的BPSK信号仿真分析

盖勇刚 李红

摘 要：文章在深入分析BPSK信号工作机理的基础上，采用MALTAB为仿真工具，实现了对BPSK信号的仿真。进一步，借助仿真结果验证了BPSK信号产生和接收机理的正确性，从而为后续BPSK信号的应用奠定了理论基础。

关键词：MALTAB；BPSK；仿真

中图分类号：TP391.9 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0060-02

Abstract： Based on the deep analysis of the working mechanism of BPSK signal， this paper realizes the simulation of BPSK signal by using MALTAB as the simulation tool. Furthermore， the correctness of the generation and reception mechanism of BPSK signal is verified by the simulation results， which lays a theoretical foundation for the subsequent application of BPSK signal.

Keywords： MALTAB； BPSK； simulation

引言

近年来，随着无线通信、导航通信、扩频通信、电子对抗技术等的飞速发展，BPSK信号的应用越来越广。进一步，BPSK信号视为典型信号的代表之一，它具有频带利用率高、带宽小、抗干扰性好等诸多优点，因此以BPSK信号为基础开展的研究工作成为了热点。鉴于此，开展对BPSK信号机理及特性分析可为后续诸多领域的研究工作提供新方法、新思路[1]。

1 BPSK信号机理

1.1 BPSK信号调制机理

BPSK信号是利用载波的相位变化来传递信息，而振幅和频率保持不变。在BPSK中，通常用初始相位0和？仔分别表示二进制“1”和“0”。其时域表达式可用（1）式来表示。其中，A表示载波的振幅，？棕c表示载波频率，？渍n表示第n个符号相位，且？渍n只能取0或者？仔。

进一步，式（1）可用（2）式来表示。

设g（t）为脉宽为TS的单个矩形脉冲，an取值为+1或者-1，则BPSK信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦波的相乘，见（3）式所示。

1.2 BPSK信号解调机理

BPSK信号的解调通常采用相干解调法，BPSK信号解调机理见图1所示。

设BPSK信号为eBPSK（t）=Acos（？棕ct+？渍n），则相乘器的输出为：

进一步，设低通滤波器截止频率为？棕c，则低通滤波器的输出为1/2Acos？渍n，由于BPSK信号中？渍n可取0或者？仔，所以抽样判决器的输入为1/2A或者-1/2A。设抽样判决器的判定门限为0，则当1/2A>0时，抽样判决器输出为1；当-1/2A<0时，抽样判决器输出为-1，进而实现了对BPSK信号的解调。

2 BPSK信号仿真分析

在深入分析BPSK信号调制机理、解调机理的基础上，对BPSK信号进行了仿真实现。仿真过程中，选取信息码速率5bit/s，载波频率100Hz，采样频率1000Hz，信噪比10dB，仿真时间1s作为仿真参数。

仿真过程中，考虑到载波周期为0.01s，基带信号周期为0.2s，因此每个信息码元包含了20个载波周期。BPSK是基带信号经载波调制后得到的波形，其时域波形如图2左图所示；BPSK信号频谱如图2右图所示，由图可知BPSK信号在频率为+100Hz和-100Hz处出现峰值，且BPSK信号的带宽为2倍的基带信号速率，即10Hz。

进一步，结合BPSK信号相干解调机理，对BPSK信号进行解调，在信噪比为10dB时，解调出的基带信号时域波形如图3左图所示；频谱如图3右图所示。此时，解调出的基带信号与原基带信号完全一致，誤码率等于0。

3 结束语

通过对BPSK信号工作原理分析的基础上，实现了对BPSK信号的仿真分析，并对仿真结果进行了分析。进一步，仿真了BPSK信号各节点的时域及频域波形，进而验证了BPSK信号机理的正确性。

参考文献：

[1]孙学军，等.通信原理[M].电子工业出版社，2001.

[2]阮沈勇.MATLAB程序设计[M].电子工业出版社，2004.

[3]Da Xinyu. Experiment and course design of communication principle[M]. Beijing University of Posts and Telecommunications press. In 2009：176-198.

[4]张杰.低压电力线载波通信调制技术的研究[J].科技创新与应用，2014（14）：24-25.