BPSK参数提取

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FSK／BPSK复合调制信号识别与参数估计

中图分类号：ＴＮ９７４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９ — ５８９６（２０１３）１２ — ２８６８ — ０６
ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４６．２０１３．００５３５
ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＦＳＫ／ＢＰＳＫｈｙｂｒｉｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ，ＢＰＳＫｓｉｇｎａｌａｎｄＦＳＫｓｉｇｎａｌｂａｓｅｄｏｎｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ￣ｅｑｕｅｎｃｙｂｙ
ＦＳＫ／ＢＰＳＫ复合调制信号的模型，并分析了其相位特征。然后采用二又树方法，基于相位展开和瞬时频率特征实现ＦＳＫ／ＢＰＳＫ复合调制信号，ＢＰＳＫ信号和ＦＳＫ信号的识别，并详细讨论了基于Ｎｅｙｍａｎ — ＰｅｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｔｆＫｅｙｉｎｇａｎｄＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｔｆＫｅｙｉｎｇ（ＦＳＫ／ＢＰＳＫ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅ
门限选定原则。最后采用Ｈａａｒ小波法和正弦波频率估计算法实现ＦＳＫ／ＢＰＳＫ复合调制信号的参数估计。仿真结
果表明，该算法在较低信噪比下仍具有较好的识别性能和参数估计精度。关键词：信号识别；参数估计；频率键控一二相编码复合调制；瞬时频率

BPSK的调制与解调

对同相和反向正弦波进行16倍频采样，然后量化编码，得到如下两个表格：
表1：对正相正弦波进行量化 A sinA C D 0 0.000 128 10000000 π /8 0.383 177 10110000 π /4 0.707 218 11011001 3π /8 0.924 245 11110101 π /2 1.000 255 11111111 5π /8 0.924 245 11110101 3π /4 0.707 218 11011001 7π /8 0.383 177 10110000 π 0.000 128 10000000 9π /8 -0.383 79 01001111 5π /4 -0.707 38 00100110 11π /8 -0.924 11 00001010 3π /2 -1.000 1 00000001 13π /8 -0.924 11 00001010 7π /4 -0.707 38 00100110 15π /8 -0.383 79 01001111 表2：对反相正弦波进行量化 A sinA C D 0 0.000 128 10000000 π /8 -0.383 79 01001111 π /4 -0.707 38 00100110 3π /8 -0.924 11 00001010 π /2 -1.000 1 00000001 5π /8 -0.924 11 00001010 3π /4 -0.707 38 00100110 7π /8 -0.383 79 01001111 π 0.000 128 10000000 9π /8 0.383 177 10110000 5π /4 0.707 218 11011001 11π /8 0.924 245 11110101 3π /2 1.000 255 11111111 13π /8 0.924 245 11110101 7π /4 0.707 218 11011001 15π /8 0.383 177 10110000

bpsk调制及解调原理实验报告

bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控（BPSK）调制及解调的原理，通过实际操作和观测，掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，分析其性能特点，并探讨相关参数对系统性能的影响。

二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式，它使用两个相位（通常为 0和π）来表示二进制数字信息。

在 BPSK 中，当输入的二进制数字为“0”时，调制后的载波相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，调制后的载波相位为π。

假设输入的二进制序列为｛an}，载波信号为cos(ωct)，则 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝an cos(ωct ＋φn)其中，当 an ＝ 0 时，φn ＝ 0；当 an ＝ 1 时，φn ＝π。

（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。

相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。

接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的二进制数字信息。

具体的解调过程如下：接收信号 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t) （其中 n(t) 为加性高斯白噪声）与本地载波cos(ωct) 相乘得到：r(t) cos(ωct) ＝an cos(ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)＝ 1/2 an 1 ＋cos(2ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后，滤除2ωc 频率成分，得到：1/2 an ＋n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决，若抽样值大于 0，则判决为“0”；若抽样值小于0，则判决为“1”。

三、实验内容与步骤（一）实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能（二）实验步骤1、利用编程语言（如 MATLAB）生成随机的二进制数字序列作为输入信号。

(2024版)BPSK

可编辑修改精选全文完整版BPSK （DBPSK ）调制+汉明码系统测试一、实验原理本实验将数据和话音业务通过汉明编码经BPSK （DBPSK ）调制信道传输。

为了反映真实的传输信道，加入噪声来观测不同信噪比下系统的性能以及对数据和话音业务质量的影响。

使学生建立完整的传输系统概念，巩固各功能模块所起的作用、性能及相互间的影响。

BPSK 、DBPSK （包括FSK ）调制解调方式在同一套硬件平台上实现（通过操作面板选取），有利于同学加深FPGA+DSP 平台组成的软件无线电概念。

本实验是在实验五的基础上增加了BPSK （或DBPSK ）信道调制模块、信道噪声模块和BPSK （或DBPSK ）信道解调模块，实验的系统连接框图见图9.6.1所示。

二、实验仪器1、 Z H5001通信原理综合实验系统一台2、 20MHz 双踪示波器一台 3、 Z H9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台 4、电话机二部三、实验目的1、加深信道调制解调器在通信系统中的地位及作用2#1#图9.6.1 BPSK （DBPSK ）调制+汉明码系统测试组成框图2、熟悉信道误码对话音通信业务的影响3、加深认识纠错编码在通信系统中的作用及性能四、实验内容准备工作：（1）本实验在实验五基础上进行，先按实验五要求设置各选择开关；（2）将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01设置在和汉明编码器工作（H_EN），开关位置00010000；将汉明译码模块输入数据和时钟选择开关KW01、KW02设置在CH位置（左边），汉明译码使能开关KW03设置在工作ON位置（左端）；将输入数据选择开关KC01设置在DT-SYS(左端：同步数据输入)；（3）将解调器模块载波提取环路开关KL01设置在1_2位置（左端：闭环），输入信号选择开关KL02设置在1_2位置（左端），加入噪声；（4）将噪声模块输出电平选择开关SW01设置最小噪声电平位置（10000001），此时信噪比较高；（5）用中频电缆连接K002和JL02，建立中频自环；（6）将2部电话机分别接入PHONE1和PHONE2插座。

通信原理实验-BPSK传输系统-实验报告

姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称：BPSK传输系统一、实验目的1.熟悉软件无线电BPSK调制和解调的原理。

2.掌握BPSK调制产生、传输和解调过程。

3.掌握BPSL正交调制解调的基本原理和实验方法。

4.了解数字基带波形时域形成的原理和方法。

5.掌握BPSK眼图的正确测试方法，能通过观察接收眼图判断信号传输的质量。

6.加深对BPSK调制，解调中现象的问题和理解。

二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图测试(1)不匹配滤波，输入M序列♦发送时钟(TPM01)，发送信号眼图(TPi03)从示波器中可以看到眼图,因为M序列是随机信号。

2.同相I支路和正交Q支路调制信号相平面矢量图测试♦I支路(TPi03)，Q支路(TPi04)，李沙育图形两路信号是相同的，所以李沙育图形是一条斜率为1的直线。

3.BPSK调制信号0/π相位反转点的测量♦已调制信号输出（TPK03），调制参考载波（TPK07）从示波器中可以看到，归零点左边，已调制信号和调制参考载波同相；归4.BPSK调制信号包络观察(1)0/1码作为调制输入数据♦已调制信号输出（TPK03），调制信号（TPi03）0/1码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同(2)特殊码作为调制输入数据♦已调制信号输出（TPK03），调制信号（TPi03）特殊码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同（二）BPSK解调1.接收端解调器眼图信号观测(1)建立中频通路,♦发送时钟（TPM01），I支路（TPJ05）观察接收端眼图，眼皮较厚，质量没有发送端的好。

♦发送时钟（TPM01），Q支路（TPJ06）Q支路没有信号2.解调器失锁时眼图信号的观测♦发送时钟（TPM01），Q支路（TPJ06）失锁时，Q路信号看不清3.接收端同相I支路和正交Q支路解调信号的相平面波形测试♦I支路（TPJ05），Q支路（TPJ06），李沙育图形左边输入是m序列，右边输入时特殊序列，Q支路没有信号，所以李沙4.解调器失锁时同相I支路和正交Q支路解调信号相平面波形测试♦I支路（TPJ05），Q支路（TPJ06），李沙育图形两路信号是随机的，李沙育图形是个混乱的圆型。

BPSK和QPSK调制解调原理及MATLAB程序

2.1 PSK调制方式PSK原理介绍（以2-PSK为例）移相键控(PSK)又称为数字相位调制,二进制移相键控记作2PSK。

绝对相移是利用载波的相位(指初相)直接表示数字信号的相移方式。

二进制相移键控中,通常用相位0 和π来分别表示“0”或“1”。

2PSK 已调信号的时域表达式为s2psk(t)=s(t)cosωct, 2PSK移相键控中的基带信号与频移键控和幅度键控是有区别的,频移键控和幅度键控为单极性非归零矩形脉冲序列,移相键控为为双极性数字基带信号,就模拟调制法而言,与产生2ASK 信号的方法比较,只是对s(t)要求不同,因此2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB 调幅信号。

在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。

通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。

二进制移相键控信号的时域表达式为e2PSK(t)=[nna g(t-nT s)]cosw c t其中, an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性。

1, 发送概率为Pan=-1, 发送概率为1-P若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有cosωct, 发送概率为Pe2PSK(t)=-cosωct, 发送概率为1-P由上式(6.2-28)可看出，当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0°相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180°相位。

若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有0°, 发送 1 符号φn=180°, 发送 0 符号由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，所以2PSK信号的相干解调存在随机的“倒π”现象，从而使得2PSK 方式在实际中很少采用。

为了解决2PSK 信号解调过程的反向工作问题，提出了二进制差分相位键控(2DPSK)，这里不再详述。

数字bpsk调制流程

数字bpsk调制流程## BPSK Modulation: A Comprehensive Guide.BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulation is adigital modulation technique used to transmit binary data over a communication channel. It is a simple and effective modulation scheme that is widely used in various applications, including data communication, telecommunication, and wireless communication systems.In BPSK modulation, the binary data is represented by two distinct phases of the carrier signal. The following steps describe the process of BPSK modulation:1. Input Binary Data: The input to the BPSK modulatoris a stream of binary data, represented by a sequence of'0's and '1's.2. Carrier Signal Generation: The carrier signal is a sinusoidal waveform with a specific frequency and amplitude.It serves as the base signal for modulation.3. Phase Shift Encoding: The binary data is encoded onto the carrier signal by shifting its phase. A '0' bit is represented by a phase shift of 0 degrees, while a '1' bit is represented by a phase shift of 180 degrees.4. Modulated Signal: The phase-encoded carrier signalis the modulated signal. It contains the binary data embedded in the phase variations of the carrier signal.5. Transmission: The modulated signal is transmitted over the communication channel, such as a cable or wireless link.At the receiver, the demodulation process is performed to extract the original binary data from the modulated signal. The following steps outline the BPSK demodulation process:1. Signal Reception: The transmitted modulated signalis received at the receiver.2. Phase Detection: The phase of the received signal is detected and compared to a reference phase.3. Data Decoding: The phase difference between the received signal and the reference phase determines the original binary data. A phase difference of 0 degrees corresponds to a '0' bit, while a phase difference of 180 degrees corresponds to a '1' bit.4. Output Binary Data: The decoded binary data is the output of the BPSK demodulator.Advantages of BPSK Modulation:Simple and easy to implement.Robust against noise and interference.Efficient use of bandwidth.Suitable for both wired and wireless communicationsystems.Disadvantages of BPSK Modulation:Limited data rate compared to other modulation schemes. Susceptible to phase errors due to signal impairments. Applications of BPSK Modulation:Data communication over telephone lines.Wireless communication in Bluetooth and Wi-Fi systems. Satellite communication.Radar systems.Navigation systems.## BPSK调制流程。

基于瞬时测频的BPSK和QPSK信号参数估计

基于瞬时测频的BPSK和QPSK信号参数估计基于瞬时测频的BPSK和QPSK信号参数估计随着科技的发展，数字通信技术不断提高，成为日常生活中不可或缺的一部分。

其中，瞬时测频技术在数字通信中起着重要的作用。

瞬时测频技术是一种用于分析信号的频率特征的方法，主要用于测量数字信号的频谱和其它参数。

BPSK和QPSK信号是数字通信中最常用的两种信号，瞬时测频技术可以用于参数估计，从而得到更高质量的信号。

BPSK和QPSK信号在数字通信中的应用已经很广泛。

它们是用于单个载波上的二进制调制方法，其中，BPSK被称为二进制相移键控，QPSK被称为四进制相移键控。

这些信号具有通信系统中最基本的一组数字调制方案。

当系统需要传输双态信息时，常用BPSK信号。

当系统需要传输四种选项时，QPSK信号更为常用。

不管是传输二进制还是四种选项，瞬时测频技术都能够很好地帮助我们实现信号参数估计。

在数字通信中，瞬时测频技术有许多应用，其中之一就是参数估计。

在参数估计中，可以通过计算瞬时频率来确定信号的相位和频率，从而得出信号的其他参数。

BPSK和QPSK信号的I路和Q路均可以用瞬时测频软件进行测量和分析，从而得出信号的平均每秒变化次数，即信号的瞬时频率，而信号的相位和频率也可以从中得出。

瞬时测频技术对信号参数估计的优势在于它可以对信号进行实时处理，即可以针对传输或接收到的实时信号进行参数估计，从而得到更准确的参数。

这种技术可用于自适应滤波、自适应控制和神经网络等领域中，可以更好地提高信号处理能力，提高数据传输的可靠性和稳定性。

总之，基于瞬时测频的BPSK和QPSK信号参数估计在数字通信中具有广泛的应用前景。

通过对信号进行实时处理和分析，可以得到更准确的信号参数，从而提高信号的可靠性和传输效率。

因此，在未来的数字通信领域中，瞬时测频技术将扮演越来越重要的角色。

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三，二相编码雷达脉冲信号
载波频率f0=10e6Hz;采样频率fs=100e6Hz;子码宽度t=0.5e-6s;七位巴克码进行相位调频m=[-1 -1 -1 1 1 -1 1];占空比为D=0.5
图形如下图（1）所示
05001000150020002500
-4
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
（1）
参数提取：
一，脉冲信号检测
计算瞬时功率()n E
瞬时功率()n E 的图形如下图（2）所示
0500100015002000250030003500
010
20
30
40
50
60
70
80
（2）
总功率P
P =6.5963e+04
平均功率P1
P1 =20.6135
设置自适应检测门限T P
Pt =10.3068 根据信噪比公式⎪⎭
⎫
⎝⎛=PN PS SNR lg 10可以计算出所产生信号的信噪比SNR=5.
各脉冲到达时间Nis 和结束时间Nie(单位是点数)
Nis = 2 702 1402 2102
Nie = 351 1051 1751 2851
二，脉冲包络分析
计算各脉宽TOAi 和平均脉宽tao(单位是点数)
TOAi =350 350 350 350
tao = 350
上升时间Nrsi 和下降时间Ndoi(单位是点数)
Nrsi = 396 396 396 396
Ndoi =0
顶部峰值Pti 和谷值Pli
Pti =61.2718 61.2718 61.2718 61.2718
Pli =37.0954 37.0954 37.0954 37.0954
最大峰谷比Rt =1.6517
最小峰谷比Rl =1.6517
平均峰谷比Rtl = 1.6517
三，脉冲频谱分析
对二相编码雷达脉冲信号进行FFT 变换得到图形如下图（3）所示，对FFT 变换后的函数做最大值检测，得到最大值在34点数处，换算成频率为9.885e6Hz 。

存在一定的误差
-50-40-30-20-100
1020304050010
20
30
40
50
60
70
80
90
100
f in MHz
（3）
四，脉间时间分析
计算各脉冲之间的PRI1(单位是点数)
PRI1 = 700 700
平均PRI(单位是点数)
PRI =700
占空比D
D=tao/PRI=0.5
五，脉内调制方式分析
从三中可知，该信号的3dB带宽较宽，可见是经过调制的脉冲信号。

但是是频率调制还是相位调制，并不能确定。

因为频率调制的特点是信号频率呈现线性变化，而相位调制的特点是信号频率一致保持不变，相位随时间不连续变化。

所以再对信号进行一次STFT变化，得到图形如下图（4）所示
10203040506070
1020
30
40
50
60
图（4）
由图可知该信号的频率是保持不变的，所以该信号为二相编码雷达脉冲信号。