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通信原理与MATLAB仿真v4 第四章 BPSK调制解调器(1)

4月前浏览152

来到了第四章。本次给出的是v3版本的第四章,将在以前内容的基础上增加相干解调的内容,因此也会有锁相环程序的讲解!同时为了方便选择此类课题的本科生进行学习,也给出了相关毕业设计的内容。在仿真秀APP里面也上传了本章的视频课程,内容还涉及了锁相环、相干解调等关键知识难点!欢迎大家看过以后和我微 信交流,程序中很多不明白的地方可以问我!

之前大概讲了仿真的大道理和基础知识,现在可以开始结合通信内容讲解matlab的仿真知识。当我们从最基础也是最简单的调制方式入手!最基础的调试方式是什么?ASK。可惜现在用的非常少,因此还是从用的最多的PSK方式讲起。PSK为什么会被用得最广泛呢?那就要看看它有什么优点了。先看看MATLAB的应用范围吧,连追踪卫星都会使用它。至于怎么用这个软件,本公 众号里面已经讲了很多了,这里不再重复!


看到右上角的那个图形了吗?MATLAB软件绘制的结果。原来科研的太多领域都在使用MATLAB啊!可在2018年教大一学生学MATLAB的时候,大部分人根本不听!这种学习态度真的让人无奈!这张计算机生成的图像描绘了2016年7月2日,太阳系雷达戈德斯通探测到月船一号的位置。在上图中,紫色的圆圈位于月面165公里上空,表示雷达波束可在月球轨道探测的范围,宽度200公里。一旦航天器进入雷达波束照射的区域,如上图右上角白框中,就会反射一个非常强的回波。回波是雷达领域的知识,本人早期接触了很多雷达的知识,无奈技术更新太快,当2017年再次接触雷达时,很多知识都要更新。比如连续调频波雷达。这和以前的脉冲雷达差别很大,再次学起!

2026年5月,v4出炉了,时隔五年。本人会秉承之前的风格,更新函数,继续增加内容,压缩文章数量,让大家学起来更加感受到AI辅助的效果。当然要将程序升级,去除现在已经消失的自带函数。本文收费两元,只为码农的劳动成果能够得到大家的体谅和尊重,希望本文能够得到大力推广,最好能让每个高校的通信工程专业学生都看到。

本文为v4版第一篇,内容涵盖v3版本的绪论、1-3篇内容,同时加入了训练AI的内容。

回归主题——开始讲解通信仿真。

通信仿真从最基础的BPSK调制方式入手。首先是纯理论仿真!即使你是纯小白,也能看得懂。

什么是调制?

调制是为了信号特性与信道特性相匹配,不同类型的信道特性将相应地存在不同类型的调制方式。调制的最终目的就是尽可能地减少占用带宽,尽可能地提高信号传输速率和质量。信道分为有线和无线!本人专注于无线通信,因此主要讲解无线信道下的通信仿真!当然这些知识也可以用到有线信道中!由于无线信道是时变色散信道,存在严重多径和衰落等不利于数据传输的因素,因此,选择适合于无线信道传输的数字调制方式是非常重要的。数字调制与模拟调制相比,具有更好的抗噪声性能和更强的抗信道衰落能力等。数字信号处理技术使人们可以完全用软件实现数字调制器和解调器。因此我们可以先进行仿真,然后在通用硬件平台上去对算法性能进行验证,最后再完成产品研发!

什么是BPSK?

概念一定要清楚!

BPSK数字调制是相移键控PSK的一种,利用载波的相位变化来反映数字信号,载波的振幅和频率均不变化。应用很广泛,抗噪声性能比ASK和FSK要好,频带利用率较高。PSK信号非常适合在卫星通信中使用。

BPSK是二进制相移键控,PSK是相移键控。很显然,BPSK是PSK的特殊形式。除了二进制相移键控之外,最常用的PSK方式还有正交相移键控QPSK等。它们都是通过数字信号,调制载波的相位的。

BPSK中可能的相位取值只有两种,分别为0、π或者±π/2。而其他PSK中,可能的相位取值会有多种。如QPSK有四种可能的相位取值。多进制调制方式以后慢慢讲解!

先来看仿真程序,这是v3版文章的程序,看完之后会看到v4版的程序,更新了代码,这样在高版本的MATLAB软件中就不再出现函数不再使用的提示了。转眼十年时间已过,人生苦短。

为什么帧头经常会采用扩频序列呢?

值得大家思考!帧头能有什么作用?帧同步?方便信号捕获?后续进行解答!程序中有些函数已经过时,本文后半部分做了更新。


发射机

这里的rcosflt函数已经不再使用,会被rcosdesign和filter函数替换。

信道

接收机


来源:通信工程师专辑
通用航天MATLAB通信理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-05-26
最近编辑:4月前
算法工匠
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