信道群時(shí)延對(duì)誤碼率影響的研究

楊翠娥 王晴

摘 要信道群時(shí)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(shí)延對(duì)數(shù)字相位調(diào)制的影響。給出了信道群時(shí)延對(duì)誤碼率影響的仿真分析與測(cè)試數(shù)據(jù)。分析結(jié)果對(duì)高碼速率接收系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】群時(shí)延 PSK 誤碼率

1 時(shí)延與群時(shí)延的基本概念

信道群時(shí)延是制約高碼速率接收系統(tǒng)性能的主要因素之一。一個(gè)傳輸系統(tǒng)，如果它是由純電阻組成的，那么在傳輸信號(hào)時(shí)是不會(huì)產(chǎn)生時(shí)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(kuò)散過程也會(huì)產(chǎn)生時(shí)延）的影響，從而使輸出電壓落后于輸入電壓一段時(shí)間，稱為系統(tǒng)的時(shí)延。

群時(shí)延是指頻率相差極小的正弦波合成時(shí)產(chǎn)生的包絡(luò)上某一點(diǎn)相位的傳播時(shí)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(cè)量的。而群時(shí)延卻比較容易測(cè)量，現(xiàn)在已有專門的群時(shí)延測(cè)量?jī)x。在工程上群時(shí)延是信道的一個(gè)重要參數(shù)。

3 群時(shí)延對(duì)誤碼率影響仿真分析

在實(shí)際系統(tǒng)中確切地分析各種調(diào)制的群時(shí)延變化影響非常困難，而進(jìn)行仿真研究則較為簡(jiǎn)單；因此，實(shí)際應(yīng)用中通常通過仿真來評(píng)估采用不同調(diào)制方式時(shí)，每種群時(shí)延（線性、拋物線、波動(dòng)）引起的發(fā)射符號(hào)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(jí)為零時(shí)延，首先確定BER接近要求的誤碼量級(jí)（如：10-5）時(shí)所允許的Eb/N0值；改變?nèi)簳r(shí)延，獲取數(shù)據(jù)，確定達(dá)到相同BER所需增加的Eb/N0。所考慮的群時(shí)延值是在整個(gè)符號(hào)帶寬上測(cè)量的總變化量。我們用符號(hào)率（SR）與群時(shí)延（GD）相乘的歸一化系數(shù)來評(píng)估BER的性能下降。

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

仿真結(jié)果表明：線性群時(shí)延引起的下降比拋物線群時(shí)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(shí)延，高階調(diào)制的誤碼率更明顯。4、群時(shí)延對(duì)誤碼率影響試驗(yàn)分析

群時(shí)延測(cè)試框圖如圖3所示，調(diào)制器和解調(diào)器為法國(guó)ZDS公司HDR-XXL系列設(shè)備。對(duì)信道群時(shí)延變化時(shí)在不同碼速率下相同解調(diào)器解調(diào)損耗進(jìn)行對(duì)比，采用射頻閉環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)。群時(shí)延指標(biāo)如下：峰峰值1.6 ns，波動(dòng)0.8 ns。經(jīng)測(cè)試得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，繪制對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)曲線如圖4所示。

分析可知，640MHz傳輸時(shí)的信噪比惡化量遠(yuǎn)大于100MHz傳輸信噪比的惡化值。說明高碼速率下，群時(shí)延對(duì)解調(diào)誤碼性能影響較大。但是觀察640MHz傳輸時(shí)解調(diào)器加均衡功能的實(shí)驗(yàn)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(shù)進(jìn)行補(bǔ)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(xiàn)

[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(shí)延失真對(duì)QPSK系統(tǒng)誤碼性能影響的仿真與分析[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，20（21）：5976-5978.

[3]朱祥維，李垣陵，雍少為，等.群時(shí)延的新概念、測(cè)量方法及其應(yīng)用[J].電子學(xué)報(bào)，2008，36（9）：1819-1923

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

作者簡(jiǎn)介

楊翠娥（1964-），女，山西省太原市人。現(xiàn)為太原工業(yè)學(xué)院副教授。研究方向?yàn)樯漕l電路設(shè)計(jì)及FPGA開發(fā)與應(yīng)用。

作者單位

1.太原工業(yè)學(xué)院 山西省太原市 030008

2.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)終端有限公司廣東分公司 廣東省廣州市 510623