BPSK通信系统详解：从调制到解调的简单框图

本文档详细介绍了最简单的BPSK（二相键控）通信系统的原理和实现过程。BPSK是一种数字调制技术，常用于电信通信中，尤其适合于噪声环境下的通信。以下是文章的主要知识点： 1. BPSK通信系统概述：BPSK是二进制调制方式，每个符号代表0或1，通过改变载波的相位来编码数据。它分为两个状态：载波相位为0度代表0，相位为180度代表1。 2. 调制与解调流程： - 调制步骤：首先，将二进制数据（如0,1序列）映射到+1或-1的幅度变化，然后通过低通滤波器将数字信号转化为模拟信号，形成BPSK信号。例如，数据序列"001000..."映射为+1、-1的交替序列。 - 通道传输：经过调制后的BPSK信号通过AWGN（加性白高斯噪声）通道，这种通道会引入随机的噪声。 - 接收端处理：在接收端，先通过载波解调器恢复出原始信号的相位变化，再通过低通滤波器去除高频噪声，最后再次映射回二进制数据。 3. 成型滤波器的重要性：成型滤波器，通常是一个低通滤波器，其作用是将脉冲信号展宽成有限带宽的Sinc函数，这样可以减少信号的频谱宽度，便于在实际信道中传输，并且能有效抵抗频率选择性衰落。 4. 发送端信号形成：发射信号由数据的符号值乘以发射滤波器的时域响应函数g(t)，并加上一个时钟周期T的延迟，确保信号的同步。 5. 连续时间与离散时间信号处理：在实际通信中，离散数据序列通过插值转换为连续时间信号，再经过离散时间的低通滤波器处理，得到离散时间序列输出。 6. 成型滤波器的数学表示：文中提到的成型滤波器的响应函数g(t)通常是一个Sinc函数，其形式为`sin(pi*t/T)/(pi*t/T)`，用于平滑信号并保持频谱特性。 本文提供了对最简单BPSK通信系统工作原理的深入解释，包括信号的调制、传播和接收端的解调过程，以及成型滤波器的关键作用。这对于理解数字通信系统的基本构建和性能优化具有重要意义。