实验报告
实验目的
1. 掌握BPSK信号调制、相干解调方法； 2. 掌握扩频、解扩的方法； 3. 插入导频，进行定时同步
4. 掌握BPSK扩频信号误码率计算。
实验内容
1. BPSK信号的调制； 2. BPSK信号扩频；
3. BPSK信号延时并且插入导频，检测信息位置；
4. 不同信噪比环境下BPSK扩频信号误码率计算，并与理论误码率曲线对比。
实验原理
BPSK信号调制原理
1. 系统原理
高斯白噪声双极性码脉冲成形BPFLPF抽样判决载波相干载波抽样时钟图1 BPSK调制系统原理框图
BPSK调制系统的原理框图如图1所示，其中脉冲成形的作用是抑制旁瓣，减少邻道干扰，通常选用升余弦滤波器；加性高斯白噪声模拟信道特性，这是一种简单的模拟；带通滤波器BPF可以滤除有效信号频带以外的噪声，提高信噪比；在实际通信系统中相干载波需要使用锁相环从接收到的已调信号中恢复，这
一过程增加了系统的复杂度，同时恢复的载波可能与调制时的载波存在180度的相位偏差，即180°相位反转问题，这使得BPSK系统在实际中无法使用；低通滤波器LPF用于滤除高频分量，提高信噪比；抽样判决所需的同步时钟需要从接收到的信号中恢复，即码元同步，判决门限跟码元的统计特性有关，但一般情况下都为0。 2. 参数要求
码元速率1000波特，载波频率4KHz，采样频率为16KHz。
定时同步
在数字通信系统中，发端按照确定的时间顺序，逐个传输数字信号中的每个码元。而在接收端必须有准确的抽样判决时刻才能正确判决所发送的码元，因此，接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的定时脉冲序列。这个定时脉冲序列的重复频率必须与发送的数码脉冲序列的码元速率相同，同时在最佳判决时刻（或称为最佳相位时刻）对接收码元进行抽样判决。在接收端产生这样一个定时脉冲序列就是码元同步，或称位同步。
实现位同步的方法和载波同步类似，也有直接法（自同步法）和插入导频法（外同步法）两种，而在直接法中分为滤波法和锁相法。
为了得到码元同步的定时信号，首先要确定接收到的信息数据流中是否包含有位定时的频率分量。如果存在此分量，就可以利用滤波器从信息数据流中把位定时信号提取出来。
若基带信号为随机二进制不归零码序列，这种信号本身不包含位同步信号，为了获得位同步信号需在基带信号中插入位同步的导频信号，或者对该基带信号进行某种码型变换以得到位同步信息。
BPSK信号解调原理
BPSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。图2中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极
性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0。
eBPSK(t)带通滤波器a相乘器c低通滤波器d抽样判决器定时脉冲e输出cos(wct)b图2 BPSK解调系统原理框图
BPSK信号误码率
1在AWGN信道下BPSK信号相干解调的理论误码率为：Pe?erfc(r)，其
2a2中r为信噪比r?。 22?n在大信噪比(r?1)条件下，上式可近似为：Pe?12?re?r
实验结果与分析
BPSK信号产生与扩频
BPSK信号产生与扩频码产生、进行扩频的过程与上个实验过程相同，不在赘述。
导频信号
1随机产生一段导频信号，长度设定为信号长度的，并且+1,?1均匀分布。
5信号时延
假定信号传输过程产生时延，而且时延较随机。任意设定为34个码元的时延。即在导频信号前面加入34个随机数。