MATLAB环境下AM与BPSK信号解调及误码率分析

本实验的核心内容在于理解和操作AM（幅度调制）和BPSK（二进制相移键控）信号的解调过程，并对解调后的信号进行误码率（BER）分析。实验要求学生在MATLAB的Simulink仿真平台上进行，以加深对模拟信号解调和数字信号解调的理解。 首先，实验目标包括三个主要方面： 1. 掌握在MATLAB集成环境的Simulink仿真平台上进行AM和BPSK信号的解调。 2. 掌握Simulink平台下包络检波和相干解调的操作过程。 3. 掌握信号的误码率分析方法。 实验设备主要包括计算机和MATLAB仿真系统。实验的预备知识包括对包络检波和相干解调原理的熟悉度。 实验内容围绕AM和BPSK调制信号的传输和解调展开： - 发送端：生成随机二元序列（0/1序列），并分别进行AM和BPSK调制，其中载波为正弦波。 - 传输过程：引入高斯白噪声来模拟信道，以模拟信号在真实环境中的传输情况。 - 接收端：对通过信道的AM和BPSK调制信号进行解调。AM信号通过包络检波方案进行解调，而BPSK信号通过相干解调方案进行解调。 实验假设随机二元序列的码元速率为0.5秒/个，而载波频率是码元速率的20倍，这意味着载波周期是码元周期的1/20，从而确保了载波的频率足够高，以满足采样定理，保证信号能够正确地被采样和解调。 在实验内容中，学生需要完成关于AM和BPSK调制信号传输及解调的要求，并在不同的条件（例如不同的信噪比）下，对误码率进行测量和比较。 Simulink是MATLAB中的一种可视化工具，用于模拟、建模和仿真动态系统。它提供了一种图形化的交互环境，可以创建模型、运行仿真并分析结果。Simulink支持多领域的仿真，包括连续时间、离散时间、混合信号等，非常适合于本实验中的信号处理和系统级设计。 包络检波是一种简单的AM信号解调方式，它通过检测调制信号的包络来恢复原始的调制信息。包络检波不需要载波的同步信息，因此在电路实现上较为简单，但其性能通常不如相干解调。 相干解调，也称为同步解调，是BPSK信号解调中常用的方法。相干解调需要与原始载波频率和相位完全同步的参考信号。它能够有效地从已调制的信号中恢复出原始的二进制信息，因此在误码率方面通常优于非相干解调。 误码率（BER）是数字通信系统中非常重要的性能指标，指的是在传输一定数量的比特后，发生错误的比特数与总传输比特数的比例。在本实验中，通过改变信号的信噪比，观察不同信噪比下信号的误码率，可以评估不同调制方式在噪声环境下的性能。 实验结果的分析有助于理解AM和BPSK调制的优缺点以及在实际应用中的性能表现，为工程应用中的调制解调方案选择提供理论依据。同时，通过实践操作，学生能够加深对调制理论的理解，并提高使用MATLAB和Simulink进行通信系统仿真的能力。