不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比關(guān)系

不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比關(guān)系不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比的關(guān)系一．原理概述調(diào)制(modulation)就是對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理加到載波上，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^(guò)程，就是使載波隨信號(hào)而改變的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，信號(hào)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(hào)?；鶐盘?hào)往往不能作為傳輸信號(hào)，因此必須把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的信號(hào)以適合于信道傳輸。這個(gè)調(diào)制是通過(guò)改變高頻載波即消息的載體信號(hào)的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號(hào)幅度的變化而變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而解調(diào)則是將基帶信號(hào)從載波中提取出來(lái)以便預(yù)定的接收者(也稱為信宿)處理和理解的過(guò)程。調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號(hào)的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號(hào)調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號(hào)調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號(hào)的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制(如對(duì)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)制和多重本文簡(jiǎn)單介紹了數(shù)字正弦波調(diào)制的誤碼率的關(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(hào)波形(或符號(hào))組成的有限集中選取特定的信號(hào)波形。如果共有M種可能的信號(hào)，則調(diào)制信號(hào)集S可表示為對(duì)于二進(jìn)制調(diào)制方案，一個(gè)二進(jìn)制信息比特之間映射到信號(hào)，S就只包含兩種信號(hào)。對(duì)于更多進(jìn)制的調(diào)制方案(多進(jìn)制鍵控)，信號(hào)集包含兩種以上的信號(hào)，每種信號(hào)(或符號(hào))代logM信號(hào)集，最多可在每個(gè)符號(hào)內(nèi)傳輸logM21.二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)在二進(jìn)制相移鍵控中，幅度恒定的0的信號(hào)相位間跳變，通常這兩個(gè)相位差為cb2cbs(t)=s(t)=bcos(2ft+9)0tT(二進(jìn)制的1)BPSKTccbbs(t)=bcos(2ft+9)s(t)=bcos(2ft+9)0tT(二進(jìn)制的0)TccbbTccb我們將m和m一般化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)m(t)，2s(ts(t)=m(t)bcos(2ft+9)BPSKTccbN調(diào)制方案的比特差錯(cuò)率用信號(hào)點(diǎn)之間的距離(星座圖中相鄰點(diǎn)的歐幾里得距離)的QbP=Q(b)0Q(a)=1erfc(a)，其中erfc()=1-erf()，而誤差函數(shù)2202.差分相移鍵控(DPSK)02.差分相移鍵控(DPSK)差分PSK是相移鍵控的非相干形號(hào)。在DPSK系統(tǒng)中，輸入的二進(jìn)制序列先進(jìn)行差分編碼，然后再用BPSK調(diào)制器調(diào)制。雖然DPSK信號(hào)有降低接收P=exp(-b)e,DPSK2N03.多相相移鍵控(MPSK)在多進(jìn)制相移鍵控中，載波相位取M個(gè)可能值中的一個(gè)，即9=2(i-1)/M，其中i=1,2,,M，i調(diào)制后的波形表達(dá)式如下：iTcMss其中E=(logM)E，T=(logM)T。s2bs2b則MPSK的符號(hào)差錯(cuò)概率大約為：0P2Q(ssin())e,MPSKN2M04.頻移鍵控(FSK)這里我們重點(diǎn)介紹二進(jìn)制頻移鍵控(BPSK)。在二進(jìn)制頻移鍵控中，幅度恒定不變的載波信號(hào)的頻率隨著兩個(gè)可能的信息狀態(tài)(成為高音和低音，分別代表二進(jìn)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(hào)在相鄰的比特之間或者呈現(xiàn)連續(xù)為FSKHTcbbststv(t)=bcos(2f-2f)t0tT(二進(jìn)制的0)FSKLTcbbEP=Q(b)Ee,FSKN0使用非相干檢測(cè)時(shí)FSK系統(tǒng)的平均差錯(cuò)率P=P=exp(-b)eFSK2N而對(duì)于最小頻移鍵控(MSK)實(shí)質(zhì)就是調(diào)絡(luò)、頻譜利用率高、BER低和自動(dòng)同步等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)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(jìn)行FSK調(diào)制的數(shù)字調(diào)制方式。它在保持恒定幅度的同時(shí),能夠通過(guò)改變高斯低通濾波器的3dB帶寬對(duì)已調(diào)信號(hào)的頻譜進(jìn)行控制，具有恒幅包絡(luò)、功率譜集中、頻譜較窄等無(wú)線通信系統(tǒng)所希望的特性。5.多進(jìn)制正交幅度調(diào)制(QAM)在MPSK調(diào)制中，傳輸信號(hào)的幅度保持在一恒定值，因此星座圖的圓形的。通過(guò)改變相位和幅度，我們獲得一種新的調(diào)制方法，稱為多進(jìn)制正交調(diào)制(QAM)，一般形2E2Es(t)=minacos(2ft)+minbsin(2ft),0tT,i=1,2,,MiTicTicsssEabEabminii一對(duì)獨(dú)立的整數(shù)。iminiminib)是如下給出的L矩陣的元素：i「(-L+1,L-1)|「(-L+1,L-1)|{a,b}=|(-L+1,L-3)iii|||LLLLLLL)L矩陣為L(zhǎng)矩陣為|(3,1)||(3,-(3,1)||(3,-3)」ii|(-3,-1)||如果使用相干檢測(cè)，多進(jìn)制信如果使用相干檢測(cè)，多進(jìn)制NMPMe,QAM01M1MQAM(M-1)N0我們用matlab分別仿真了各種調(diào)制模式下的信噪比與誤碼率的關(guān)系，其中圖1