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        信道群時延對誤碼率影響的研究

        2016-05-14 07:11:51楊翠娥王晴
        電子技術與軟件工程 2016年6期
        關鍵詞:群時延誤碼率

        楊翠娥 王晴

        摘 要信道群時延是制約高碼速率接收系統(tǒng)性能的主要因素之一。本文以MPSK調(diào)制系統(tǒng)為例,分析了群時延對數(shù)字相位調(diào)制的影響。給出了信道群時延對誤碼率影響的仿真分析與測試數(shù)據(jù)。分析結果對高碼速率接收系統(tǒng)的工程設計具有一定的指導意義。

        【關鍵詞】群時延 PSK 誤碼率

        1 時延與群時延的基本概念

        信道群時延是制約高碼速率接收系統(tǒng)性能的主要因素之一。一個傳輸系統(tǒng),如果它是由純電阻組成的,那么在傳輸信號時是不會產(chǎn)生時延的。而接收系統(tǒng)中(主要是變頻器中使用的濾波器)總是有惰性元器件(如電感,電容,晶體管由于載流子的擴散過程也會產(chǎn)生時延)的影響,從而使輸出電壓落后于輸入電壓一段時間,稱為系統(tǒng)的時延。

        群時延是指頻率相差極小的正弦波合成時產(chǎn)生的包絡上某一點相位的傳播時間。由于在接收端不易建立參考相位,所以信道的相位特性是很難測量的。而群時延卻比較容易測量,現(xiàn)在已有專門的群時延測量儀。在工程上群時延是信道的一個重要參數(shù)。

        3 群時延對誤碼率影響仿真分析

        在實際系統(tǒng)中確切地分析各種調(diào)制的群時延變化影響非常困難,而進行仿真研究則較為簡單;因此,實際應用中通常通過仿真來評估采用不同調(diào)制方式時,每種群時延(線性、拋物線、波動)引起的發(fā)射符號波形變化和誤碼率(BER)惡化值。

        圖1是仿真原理方框圖。假定第一級為零時延,首先確定BER接近要求的誤碼量級(如:10-5)時所允許的Eb/N0值;改變?nèi)簳r延,獲取數(shù)據(jù),確定達到相同BER所需增加的Eb/N0。所考慮的群時延值是在整個符號帶寬上測量的總變化量。我們用符號率(SR)與群時延(GD)相乘的歸一化系數(shù)來評估BER的性能下降。

        圖2顯示了不同群時延變化引起的BER下降值與GD·SR的仿真結果曲線。

        仿真結果表明:線性群時延引起的下降比拋物線群時延大,而且BER的下降值隨著調(diào)制碼速率增加而增加。同樣大小的群時延,高階調(diào)制的誤碼率更明顯。4、群時延對誤碼率影響試驗分析

        群時延測試框圖如圖3所示,調(diào)制器和解調(diào)器為法國ZDS公司HDR-XXL系列設備。對信道群時延變化時在不同碼速率下相同解調(diào)器解調(diào)損耗進行對比,采用射頻閉環(huán)進行試驗。群時延指標如下:峰峰值1.6 ns,波動0.8 ns。經(jīng)測試得到相應數(shù)據(jù),繪制對應數(shù)據(jù)曲線如圖4所示。

        分析可知,640MHz傳輸時的信噪比惡化量遠大于100MHz傳輸信噪比的惡化值。說明高碼速率下,群時延對解調(diào)誤碼性能影響較大。但是觀察640MHz傳輸時解調(diào)器加均衡功能的實驗值,發(fā)現(xiàn)信噪比惡化量明顯降低,甚至低于100MHz傳輸下的信噪比惡化量。說明高碼速率下需要采用相位均衡技術進行補償,可以緩解由于信道相頻特性不理想帶來的誤碼率增大問題。

        參考文獻

        [1]Xiang Liu,Linn F.Mollenauer,Xing Wei,Impact of Group-Delay Ripple in Transmission Systems Including Phase-Modulated Formats,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.16,NO.1,JANUARY 2004.

        [2]譚曉衡,李玉閂,李騰蛟.群時延失真對QPSK系統(tǒng)誤碼性能影響的仿真與分析[J].系統(tǒng)仿真學報,2008,20(21):5976-5978.

        [3]朱祥維,李垣陵,雍少為,等.群時延的新概念、測量方法及其應用[J].電子學報,2008,36(9):1819-1923

        [4]陳暉,易克初,李文鐸.群時延失真對擴頻通信性能影響的仿真與分析[J].電視技術,2006(2):111-113.

        作者簡介

        楊翠娥(1964-),女,山西省太原市人?,F(xiàn)為太原工業(yè)學院副教授。研究方向為射頻電路設計及FPGA開發(fā)與應用。

        作者單位

        1.太原工業(yè)學院 山西省太原市 030008

        2.中國移動通信集團終端有限公司廣東分公司 廣東省廣州市 510623

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