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淮海工学院 课程设计报告书

课程名称： 通信系统的计算机仿真设计 题 目:BPSK通信系统性能分析与MATLAB仿真 系 （院）： 学 期： 专业班级： 姓 名： 学 号：

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成绩： 签名： 日期： 课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸

BPSK通信系统性能分析与MATLAB仿真

1 绪论

随着通信技术的发展，信号处理方面硬件设计与专业软件设计结合日趋紧密，已经有一些公司开付出专业数字信号处理软件。比较优秀的而且得到广大技术人员认可的有MATLAB。

MATLAB等优秀软件使仿真技术得到很好的应用。通过对通信过程的仿真，我们就可以在低成本的条件下检测某一个方案是否能够实现，是否有更好的方案可以代替原来的方案，这样对通信的研究就站在了一个更高的起点，使通信技术的发展日新月异，近几年手机的普及率的迅速提高就从侧面反映移动通信技术的发展。

现代移动通信系统的发展是以多种先进的通信技术为基础发展起来的。移动通信的主要基本技术包括调制技术、移动信道中颠簸的传播特性、多址方式、抗干扰技术以及组网技术。在移动通信中，数字调制解调技术是关键技术，其中数字调相信号具有数字通信的诸多优点，在数字移动通信中广泛使用它来传送各种控制信息。

1.1 研究背景与研究意义

随着通信系统复杂性不断增加 ,传统设计已不能适应发展的需要,通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视 ,因此在设计新系统时 ,要对原有的系统做出修改或者进行相关研究,通常要进行建模和仿真 ,通过仿真结果来衡量方案的可行性,从中选择合理的系统配置和参数设置 ,然后进行实际应用。MATLAB 作为一种功能强大的数据分析和工程计算高级语言,已被广泛应用于现代科学技术研究和工程设计的各个领域。调制解调技术在通信系统中不可或缺，因此，基于MATLAB的调制解调模块仿真设计对通信系统的教学和科研都具有积极的意义。

1.2 课程设计的目的和任务

本次课程设计是根据“通信工程专业培养计划”要求而制定的。通信系统的计算机仿真设计课程设计是通信工程专业的学生在学完通信工程专业基础课、通信工程专业主干课及科学计算机仿真专业课后进行的综合性课程设计。其目的在于使学生在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学理论知识分析和研究设计过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位进行设计打下一定的基础。

课程设计的任务是：（1）掌握一般通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容和设计方法；掌握用计算机仿真通信系统的方法。（2）建立系统模型：根据数字调制与解调原理及通信系统组成情况建立所选题目的系统模型。（3）设置参数：包括信源、抽样量化编码/译码、信道编码/译码、基带调制/解调器、各噪声产生器、信道、误码率计算器、星座图仪等参数的选择。（4）运行参数，进行系统仿真，得到误码率与信

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噪比的关系曲线图、星座图。（5）分析运行结果。

1.3 可行性分析

BPSK是英文Binary Phase Shift Keying的缩略语简称。把模拟信号转换成数据值的转换方式之一，是利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种。BPSK使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。二相相移键控（BPSK）是用二进制基带信号（0、1）对载波进行二相调制，是最简单的PSK形式，相移大小为 180°，又可称2-PSK，在群点聚集的地方，其实都不是非常有关系，在该图像中，群点分布在水平轴上的0°和180°上，由于BPSK使用严重的失真致使解调器作出错误的判断，所以该调制方式是所有PSK中最强的，但它只能以1bit/symbol调制而不适合高数据率应用情况。

2 BPSK通信系统

2.1 BPSK通信系统基本模型

本次设计，应用Matlab进行仿真，仿真采用蒙特卡罗模型。仿真框图如图2.1。

信号源 抽样 量化 PCM编码 信道编码 噪声 性能分析 信道译码 BPSK解调 图2.1 仿真框图 信道 BPSK调制 2.2 BPSK通信系统的性能指标

2.2.1 有效性指标 ①码元传输速率RB ②信息传输速率Rb ③频带利用率? 2.2.2 可靠性指标 ①码元差错率Pe

②信息差错率Pb

3 BPSK通信系统主要模块及其主要参数

3.1 信源/信宿及其编译码

信息源（简称信源）的作用是把各种消息转换成原始信号。根据消息的类型不同，信源可以分为模拟信源和数字信源。模拟信源输出的是模拟信号，如话筒、摄像机；数字信源输出的是离散的数字信号，如电传机、计算机等各种数字终端。并且，模拟信源送出的信号经数字化处理后也可以送出数字信号。受信者（简称信宿）是传送消

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息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息。

信源编码与译码：信源编码有2个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率。码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反应了通信的有效性。二是完成模/数（A/D）转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。信源译码是信源编码的逆过程。

PCM编码和译码部分图如图3.1和图3.3所示，编译码仿真图分别如图3.2和图3.4所示。

图3.1 PCM编码

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图3.2 PCM编码仿真图

图3.3 PCM译码

图3.4 PCM译码仿真图

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