不同调制模式下的误码率与信噪比关系

1、不同调制模式下的误码率与信噪比关系SANY GROUP system office room SANYUA16H-不同调制模式下的误码率与信噪比的关系 -原理概述调制（modulation）就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为 适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。一般来 说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称 为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为 个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做 已调信号.而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载 体信号的幅度、相位或者频率

2、，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现 的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（也称为信 宿）处理和理解的过程C调制的种类很多，分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调 制和数字调制。用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为 数字调制。按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制（如 对非相干光调制）等。调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。正弦波调 制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调 制。此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。脉冲调制 也可以按类似的方法分类。此外还有复合调制和多重调制等。不同的调制方

3、 式有不同的特点和性能。本文简单介绍了数字正弦波调制的误码率与信噪比的关系。数字调制即基于调制器输入信息比特，从一组可能的信号波形(或符 号)组成的有限集中选取特定的信号波形Si(t)。如果共有M种可能的信号， 则调制信号集S可表示为S = s1(t),s2(t),.,sM(t)对于二进制调制方案，一个二进制信息比特之间映射到信号S就只包含 两种信号。对于更多进制的调制方案(多进制键控)，信号集包含两种以上 的信号，每种信号(或符号)代表一个比特以上的信息。对于一个大小为M 的信号集.最多可在每个符号内传输log2 M个比特信息。1. 二进制相移键控(BPSK)在二进制相移键控中，幅度恒定的载

4、波信号随着两个代表二进制数据1和0的信号"和加2的改变而在两个不同的相位间跳变，通常这 两个相位差为180。，如果正弦载波的幅度为每比特能量瓦爼，则传输的BPSK信号为：%sK(tAcos(2/r£t+0) 0<t<7；,(-进制的 1)或者我们将"和蚀一般化为二进制数据信号加.这样传输信号可表示对于AWGN (加性高斯白噪声)信道，许多调制方案的比特差错率用 信号点之间的距离(星座图中相邻点的欧几里得距离)的Q函数得到。对于BPSK,距离为2隔,比特差错概率为：其中其中Q函数与互补i吴差函数erfc的关系为：Q(a)=-erfc(乙erfc(j3)=

5、-erf(j3),而i吴差函数erf的表达式为：2. 差分相移键控(DPSK)差分PSK是相移键控的非相干形式，它不需要再接收机端有相 干参考信号。在DPSK系统中，输入的二进制序列先进行差分编码， 然后再用BPSK调制器调制。虽然DPSK信号有降低接收机复杂度的 优点，但是它的效能比相干PSK低。当有AWGN时，平均差错概率 为：3. 多相相移键控(MPSK)在多进制相移键控中，载波相位取M个可能值中的一个，即 %2(口)讪,其中匸1,2,M,调制后的波形表达式如下:其中 Ej=(log2M)E/, 7；=(log2M)7；。则MPSK的符号差错概率大约为：4. 频移键控(FSK)这里我们重

6、点介绍二进制频移键控(BPSK)。在二进制频移键 控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着两个可能的信息状态(成 为高音和低音，分别代表二进制1和0)而切换。而根据频率变化影 响发射波形的方式，FSK信号在相邻的比特之间或者呈现连续的相 位，或者不连续。FSK信号表达式为在正常的载波频率中，2松/是恒定的偏移量。FSK相干检测接收机的差错率为：使用非相干检测时FSK系统的平均差错率为：而对于最小频移键控(MSK)实质就是调制系数为0.5的连续相位的FSK,它有恒包络、频谱利用率高、BER低和自动同步等优点。对于 高斯频移键控（GFSK）.是把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波 后，再进行FSK调

7、制的数字调制方式。它在保持恒定幅度的同时、能够 通过改变高斯低通滤波器的3dB带宽对已调信号的频谱进行控制，具 有恒幅包络、功率谱集中、频谱较窄等无线通信系统所希望的特性。5. 多进制正交幅度调制（QAM）在MPSK调制中，传输信号的幅度保持在一恒定值，因此星座图的圆 形的。通过改变相位和幅度，我们获得一种新的调制方法，称为多进 制正交调制（QAM）, 般形式定义为：其中，是幅度最小的信号的能量，4和巾是一对独立的整数。第i个信号点的坐标是山匠和切娠；，其中（终，b,）是如下给出的L矩阵的元素：其中o对于16-QAM信号的星座图，其L矩阵为如果使用相干检测，多进制QAM信号在AWGN信道中的平均差错概率 大约是：使用平均信号能量E“，上式表示为：二实验仿真与分析我们用matlab分别仿真了各种调制模式下的信噪比与i吴码率的关系，其中 图1是无分集情况下的仿真结果图，图2是在发射接收端二分集的情况下的仿 真结果图，图3是4分集的情况下仿真结果图。图1无分集情况下的各种调制方式的BER与SNR的关系图2.二分集情况下的各种调制方式的BER与SNR的关系图3.四分集情况下的各种调制方式的BER与SNR的关系由上述三图我们可以看出，在不同的分