不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比關(guān)系

1、不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比關(guān)系SANY GROUP system office room SANYUA16H-不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比的關(guān)系 -原理概述調(diào)制（modulation）就是對信號源的信息進行處理加到載波上，使其變?yōu)?適合于信道傳輸?shù)男问降倪^程，就是使載波隨信號而改變的技術(shù)。一般來 說，信號源的信息（也稱為信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱 為基帶信號。基帶信號往往不能作為傳輸信號，因此必須把基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)?個相對基帶頻率而言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸。這個信號叫做 已調(diào)信號.而基帶信號叫做調(diào)制信號。調(diào)制是通過改變高頻載波即消息的載 體信號的幅度、相位或者頻率

2、，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化來實現(xiàn) 的。而解調(diào)則是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接收者（也稱為信 宿）處理和理解的過程C調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號的形式可分為模擬調(diào) 制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為 數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強度調(diào)制（如 對非相干光調(diào)制）等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。正弦波調(diào) 制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào) 制。此外還有一些變異的調(diào)制，如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。脈沖調(diào)制 也可以按類似的方法分類。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。不同的調(diào)制方

3、 式有不同的特點和性能。本文簡單介紹了數(shù)字正弦波調(diào)制的誤碼率與信噪比的關(guān)系。數(shù)字調(diào)制即基于調(diào)制器輸入信息比特，從一組可能的信號波形(或符 號)組成的有限集中選取特定的信號波形Si(t)。如果共有M種可能的信號， 則調(diào)制信號集S可表示為S = s1(t),s2(t),.,sM(t)對于二進制調(diào)制方案，一個二進制信息比特之間映射到信號S就只包含 兩種信號。對于更多進制的調(diào)制方案(多進制鍵控)，信號集包含兩種以上 的信號，每種信號(或符號)代表一個比特以上的信息。對于一個大小為M 的信號集.最多可在每個符號內(nèi)傳輸log2 M個比特信息。1. 二進制相移鍵控(BPSK)在二進制相移鍵控中，幅度恒定的載

4、波信號隨著兩個代表二進制數(shù)據(jù)1和0的信號"和加2的改變而在兩個不同的相位間跳變，通常這 兩個相位差為180。，如果正弦載波的幅度為每比特能量瓦爼，則傳輸?shù)腂PSK信號為：%sK(tAcos(2/r£t+0) 0<t<7；,(-進制的 1)或者我們將"和蝕一般化為二進制數(shù)據(jù)信號加.這樣傳輸信號可表示對于AWGN (加性高斯白噪聲)信道，許多調(diào)制方案的比特差錯率用 信號點之間的距離(星座圖中相鄰點的歐幾里得距離)的Q函數(shù)得到。對于BPSK,距離為2隔,比特差錯概率為：其中其中Q函數(shù)與互補i吳差函數(shù)erfc的關(guān)系為：Q(a)=-erfc(乙erfc(j3)=

5、-erf(j3),而i吳差函數(shù)erf的表達式為：2. 差分相移鍵控(DPSK)差分PSK是相移鍵控的非相干形式，它不需要再接收機端有相 干參考信號。在DPSK系統(tǒng)中，輸入的二進制序列先進行差分編碼， 然后再用BPSK調(diào)制器調(diào)制。雖然DPSK信號有降低接收機復(fù)雜度的 優(yōu)點，但是它的效能比相干PSK低。當(dāng)有AWGN時，平均差錯概率 為：3. 多相相移鍵控(MPSK)在多進制相移鍵控中，載波相位取M個可能值中的一個，即 %2(口)訕,其中匸1,2,M,調(diào)制后的波形表達式如下:其中 Ej=(log2M)E/, 7；=(log2M)7；。則MPSK的符號差錯概率大約為：4. 頻移鍵控(FSK)這里我們重

6、點介紹二進制頻移鍵控(BPSK)。在二進制頻移鍵 控中，幅度恒定不變的載波信號的頻率隨著兩個可能的信息狀態(tài)(成 為高音和低音，分別代表二進制1和0)而切換。而根據(jù)頻率變化影 響發(fā)射波形的方式，F(xiàn)SK信號在相鄰的比特之間或者呈現(xiàn)連續(xù)的相 位，或者不連續(xù)。FSK信號表達式為在正常的載波頻率中，2松/是恒定的偏移量。FSK相干檢測接收機的差錯率為：使用非相干檢測時FSK系統(tǒng)的平均差錯率為：而對于最小頻移鍵控(MSK)實質(zhì)就是調(diào)制系數(shù)為0.5的連續(xù)相位的FSK,它有恒包絡(luò)、頻譜利用率高、BER低和自動同步等優(yōu)點。對于 高斯頻移鍵控（GFSK）.是把輸入數(shù)據(jù)經(jīng)高斯低通濾波器預(yù)調(diào)制濾波 后，再進行FSK調(diào)

7、制的數(shù)字調(diào)制方式。它在保持恒定幅度的同時、能夠 通過改變高斯低通濾波器的3dB帶寬對已調(diào)信號的頻譜進行控制，具 有恒幅包絡(luò)、功率譜集中、頻譜較窄等無線通信系統(tǒng)所希望的特性。5. 多進制正交幅度調(diào)制（QAM）在MPSK調(diào)制中，傳輸信號的幅度保持在一恒定值，因此星座圖的圓 形的。通過改變相位和幅度，我們獲得一種新的調(diào)制方法，稱為多進 制正交調(diào)制（QAM）, 般形式定義為：其中，是幅度最小的信號的能量，4和巾是一對獨立的整數(shù)。第i個信號點的坐標(biāo)是山匠和切娠；，其中（終，b,）是如下給出的L矩陣的元素：其中o對于16-QAM信號的星座圖，其L矩陣為如果使用相干檢測，多進制QAM信號在AWGN信道中的平均差錯概率 大約是：使用平均信號能量E“，上式表示為：二實驗仿真與分析我們用matlab分別仿真了各種調(diào)制模式下的信噪比與i吳碼率的關(guān)系，其中 圖1是無分集情況下的仿真結(jié)果圖，圖2是在發(fā)射接收端二分集的情況下的仿 真結(jié)果圖，圖3是4分集的情況下仿真結(jié)果圖。圖1無分集情況下的各種調(diào)制方式的BER與SNR的關(guān)系圖2.二分集情況下的各種調(diào)制方式的BER與SNR的關(guān)系圖3.四分集情況下的各種調(diào)制方式的BER與SNR的關(guān)系由上述三圖我們可以看出，在不同的分