一、实验目的

   1、掌握BPSK信号产生的方法及解调原理；

2、了解BPSK信号波形及功率谱；

3、了解BPSK信号在AWGN信道下的传输性能。

二、实验仪器

    1、余弦信号发生器

    2、序列码产生器

    3、单极性不归零码

    4、双极性不归零码

    5、乘法器

    6、白高斯噪声信道

    7、低通滤波器

    8、判决器

    9、信号波形图

    10、信号频谱图

    11、信号抽取器

    12、误比特率计算器

三、实验的理论基础

    1. BPSK信号的产生：

    BPSK信号产生原理框图如下图18.1所示：

图18.1  BPSK信号的产生框图

其中T_b为二进制符号间隔，发送脉冲成形低通滤波器的冲激响应为g_T(t)。

    2. BPSK信号的平均功率谱密度：

    BPSK信号的平均功率谱密度计算公式为：，其中P_b( f )=T_bsinc²( f T_b)。由于在传号与空号等概率出现时，双极性不归零脉冲序列的平均功率谱中无离散的直流分量，所以BPSK信号的平均功率谱中无离散的载频分量，仅有连续谱。

    3. BPSK信号的解调：

    BPSK必须采用相干解调，如何得到同步载波是关键。BPSK信号利用相关解调器的最佳接收原理图如下图18.2所示：

图18.2  BPSK信号利用相关解调器的最佳接收

    4. 在加性白高斯噪声信道条件下BPSK信号最佳接收的误码率：

    在加性白高斯噪声信道条件下BPSK信号传输的平均误比特率计算公式为：

其中E_b/N₀是接收信号的平均比特能量与单边噪声功率谱密度之比值，Q函数的表达式为或，当取E_b/N₀的值为0到10时，BPSK调制的平均误比特率P_b与E_b/N₀的关系曲线如图18.3所示。

图18.3  BPSK调制的平均误比特率P_b与E_b/N₀的关系曲线