BPSK通信系统：星座图分析与信号处理

该资源主要讨论了BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）通信系统的接收信号星座图及其工作原理。文章由北京大学电子学系教授赵玉萍提供，内容涵盖了BPSK通信系统的基本框架、信号调制与解调过程，以及成型滤波器在信号传输中的作用。 BPSK是一种最基本的数字调制技术，它通过改变载波信号的相位来传输二进制信息。在最简单的BPSK通信系统中，数据以0和1的形式输入，经过调制后变成两个相位状态的载波信号，即+1对应0度相位，-1对应180度相位。在发送端，数据首先通过成型滤波器，这个滤波器通常是低通滤波器，目的是使信号具有有限的带宽，以便于在信道中传输。信号通过AWGN（Additive White Gaussian Noise，高斯白噪声）信道后，再经过接收端的低通滤波和解调，恢复出原始的0和1数据。 具体来说，当待传序列为001000...时，第一步是映射，即将数字0和1分别对应到+1和-1。第二步是成型滤波，将这些离散的符号转换为连续时间的sinc函数形状，以减小信号的脉冲失真。滤波器响应函数g(t)通常是一个sinc函数，其作用是将时域的脉冲信号转化为适合传输的形状。在发送端，每个数据点Am（取值为+1或-1）乘以滤波器的时域响应g(t)，生成低频时域信号s(t)。这个过程通过离散时间函数的低通滤波器实现，以得到连续的输出波形。 在接收端，经过AWGN信道的信号会受到噪声的影响，但通过低通滤波和解调，可以去除噪声并还原出原始的0和1序列。解调器根据接收到的信号相位，判断出对应的二进制数据。成型滤波器在接收端同样重要，它有助于消除信道引入的失真，提高信号的可辨识性。 BPSK通信系统的核心在于利用相位调制传递信息，并通过合适的滤波和解调技术来处理噪声和失真，保证数据的准确传输。在实际应用中，考虑到数字信号处理的便捷性，往往采用离散时间信号进行处理，而连续信号则通过插值来表示。