不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比關系

不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比關系不同調(diào)制模式下的誤碼率與信噪比的關系一．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)檫m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?；鶐盘柾荒茏鳛閭鬏斝盘?，因此必須把基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€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，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定的接收者(也稱為信宿)處理和理解的過程。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。此外還有復合調(diào)制和多重本文簡單介紹了數(shù)字正弦波調(diào)制的誤碼率的關系。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。如果共有M種可能的信號，則調(diào)制信號集S可表示為對于二進制調(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logM信號集，最多可在每個符號內(nèi)傳輸logM21.二進制相移鍵控(BPSK)在二進制相移鍵控中，幅度恒定的0的信號相位間跳變，通常這兩個相位差為cb2cbs(t)=s(t)=bcos(2ft+9)0tT(二進制的1)BPSKTccbbs(t)=bcos(2ft+9)s(t)=bcos(2ft+9)0tT(二進制的0)TccbbTccb我們將m和m一般化為二進制數(shù)據(jù)信號m(t)，2s(ts(t)=m(t)bcos(2ft+9)BPSKTccbN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。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P=exp(-b)e,DPSK2N03.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9=2(i-1)/M，其中i=1,2,,M，i調(diào)制后的波形表達式如下：iTcMss其中E=(logM)E，T=(logM)T。s2bs2b則MPSK的符號差錯概率大約為：0P2Q(ssin())e,MPSKN2M04.頻移鍵控(FSK)這里我們重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)為FSKHTcbbststv(t)=bcos(2f-2f)t0tT(二進制的0)FSKLTcbbEP=Q(b)Ee,FSKN0使用非相干檢測時FSK系統(tǒng)的平均差錯率P=P=exp(-b)eFSK2N而對于最小頻移鍵控(MSK)實質(zhì)就是調(diào)絡、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)高斯低通濾波器預調(diào)制濾波后，再進行FSK調(diào)制的數(shù)字調(diào)制方式。它在保持恒定幅度的同時,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、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)，一般形2E2Es(t)=minacos(2ft)+minbsin(2ft),0tT,i=1,2,,MiTicTicsssEabEabminii一對獨立的整數(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矩陣為|(3,1)||(3,-(3,1)||(3,-3)」ii|(-3,-1)||如果使用相干檢測，多進制信如果使用相干檢測，多進制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系，其中圖1