基于SIMULINK的BPSK数字通信系统建模.docx

基于SIMULINK的BPSK数字通信系统建模
一、介绍
数字通信系统是现代通信中一种重要的通信形式，简单可靠，重要应用广泛，如无线通讯、数字广播、卫星通信等领域。其中，基于相移键控（PSK，Phase-ShiftKeying）调制技术的数字通信系统因其高效且适合长距离传输的特点，得到了广泛应用。本文将基于SIMULINK平台，建模一个二进制相移键控（BPSK，BinaryPhase-ShiftKeying）数字通信系统，探究其信号特性及其对系统整体性能的影响。
二、BPSK数字通信系统建模
1.BPSK调制原理
BPSK是一种基于二进制（即“0”和“1”）的数字通信系统，其调制原理是通过在信号相位上做出180度的相位反转，来实现“0”和“1”的不同传输。具体而言，其调制过程包含如下两步：
（1）将二进制数据“0”和“1”转换为符号k，即
k=2×(data-0.5)
其中“data”表示输入的二进制数据。
（2）生成带有符号k的相位变化信号x，即
x=sin(2πfct+πk)
其中“fc”表示载波频率。
2.BPSK建模流程
（1）建立射频感知器件模块：
射频感知器件模块主要包括射频信号源、带通滤波器以及射频信号下变频的接收端电路。
（2）建立BPSK调制器：
BPSK调制器将数字信号转换到模拟信号，并将其调制到载波频率。
（3）建立信道模型：
本文采用简单的加性高斯白噪声（AWGN）信道模型，即噪声随机添上待传输信号。
（4）建立BPSK解调器：
解调器将接收到的信号还原为数字形式，并对误码率进行计算。
（5）建立误码率计算模块：
误码率计算模块计算系统的误码率及其参数，并输出误码率与输入信噪比之间的关系曲线。
三、模拟结果分析
本文建模的BPSK数字通信系统模拟结果如图1所示。其中，信号源输出的数字信号经过调制后，经过高斯白噪声信道的干扰，再被解调恢复成数字信号。误码率计算模块展示出系统误码率与输入信噪比（SNR）的关系曲线，当SNR值良好时，如在25dB以上，误码率较低，系统性能较好。然而，当SNR值较低时(如10dB)，误码率迅速升高，系统性能会受到严重的影响。
四、结论
本文采用SIMULINK平台建模BPSK数字通信系统，通过系统模拟实验，揭示了数字通信系统中误码率与输入信噪比之间的关系，并对系统性能进行了分析和评估。结果表明，BPSK数字通信系统稳定性较高，但在较劣信噪比情况下，容易出现误码率高及信号传输质量下降的问题。这为数字通信系统中的性能分析及参数调节提供了重要的参考和指导。同时，本文也概述了SIMULINK平台的优势，其可以方便有效地对数字通信系统进行整体设计，并快速模拟数字通信系统过程，从而优化数字通信系统的设计与控制。