相位噪声对QPSK系统性能的影响分析

[5, 7 ] , 可以用下式近似计算考虑相位噪声 的Q PSK 系统的误码率 P b (e)≈ 1 2 Πexp - E bN 0 1 - 2E bΑN 0 + Pb (e) 　　　　　　　　　　　E söN 0 < Α2 1 2 ΑΠ E bN 0 1ö2 õ exp - Α 1 - 12 +Α2 16 (E böN 0) + Pb (e) 　E söN 0 ≥ Α2 (11) 式中Pb (e)就是相位噪声引起的误码率。可由下式 进行计算 Pb (e)≈ 12 F Α Π4 + F Α 3Π4 (12) 式中 F Α(Β) = 2∫ΠΒp Η(k) (Ε) dΕ= 1 - ΒΠ - 2Π∑∞n= 1 I n (Α) sin (nΒ)n I 0 (Α) (13) 　　从式 (11) 可以看到, 考虑到相位噪声的Q PSK 系统的误码率有仅依赖于相位噪声方差∆2 的部分 Pb (e) , 此部分不能靠提高信号和信道噪声的功率 比 (E söN 0)来消除。 3　误码率恶化仿真 仿真的原理框图[728 ]如图 4 所示, 以高斯白噪 声作为信号源, 经过FFT 变换, 得到高斯白噪声的 频谱, 再把根据不同B T 值对应的相位噪声的功率 谱转换而来的单边带相位噪声功率谱对高斯白噪 声的频谱进行加权, 形成相位噪声的频谱。然后把 图 4　仿真原理框图 相位噪声的功率谱和经过调制之后的Q PSK 信号 的功率谱进行卷积, 经过信道、FFT 反变换和Q P2 SK 解调, 最后把解调得到的信息和发送端的原始 信息进行比较, 得到系统的误码率。本仿真的基本 参 数为: 数据速率 1. 024 M b itös; 载波 频 率 0. 7 M H z。 图 5 给出了在没有相位噪声和B T = 0101 和 B T = 0102 时Q PSK 系统随信噪比的变化曲线。从 图中可以看出, 当B T 值增大的时候, 误码率不再 趋近于零。这和前面理论的分析是一致的。 图 5　Q PSK 误码率曲线 4　结束语 本文首先讨论了相位噪声的基本理论和基本 模型, 然后给出了计算Q PSK 系统误码率的理论方 法。经过理论分析, 可知本振的相位噪声将使Q P2 SK 系统的误码率恶化, 恶化的程度受相位噪声的 方差 (2ΠB T )决定。为了仿真验证所提观点的正确 性, 在第3 节中, 给出了仿真的原理框图和结果, 从 仿真结果可以看到: 随着B T 的增大, 增大信噪比 不再能够使误码率趋近于零, 这和理论分析是一致 的。 07 南　京　航　空　航　天　大　学　学　报 第 42 卷 参考文献: [1 ]　Roychow dhury J , D em ir A , M eh ro tra A. Phase no ise in o scilla to rs: a un ifying theo ry and num erical m ethods fo r characterizat ion [J ]. IEEE T ransactions on C ircu its and System s, 2000, 47 (5) : 6552674. [2 ]　V auhkonen M , V adasz D , Kaip io J P. T ikhonov regu larizat ion and p rio r info rm ation in electrical impedance tomography [J ]. IEEE T rans M ed Im ag2 ing, 1998, 17 (2) : 2852293. [3 ]　L indsey W C, Simon M K. T elecomm uin ication sys2 tem s engineering [M ]. P ren tice2H all, Englew ood C liff, 1973. [4 ]　V iterb i A J , Om ura J K. P rincip les of digita l com 2 m unication and coding [M ]. N ew Yo rk: M cGraw 2 H ill, 1979: 100; 243. [5 ]　Som e Y K, Kam P Y. B it2erro r p robab ility of Q PSK w ith no isy phase reference[J ]. IEEE P roc Comm un,1995, 142 (5) : 2922296.[6 ]　M unier F, A lpm an E, E rik sson T , et a l. E stim ationof phase no ise fo r Q PSK modulation over AW GNChannels [C ]ööP roceedings Gigahertz 2003 Sympo2sium. L inkoω p ing, Sw eden: [ s. n. ], 2003.[7 ]　H u Fan, Zhu L idong. Perfo rm ance analysis ofM PSKdemodulation w ith differen t phase no ise spectra lshape [C ]öö2009 In ternational Conference on Com 2m unications, C ircu its and System s. 2009: 77280.[8 ]　L i X iao jing, Zhang Shao liang, Yu Changyuan et al.P ilo t decision2aided m axim um likelihood phase est i2m ation in coheren t op tical Q PSK and 8PSK system sw ith non linear phase no ise [C ]öö2009 Conference onQ uantum E lectron ics and L aser Science Conference.CL EO öQ EL S 2009, 2009: 122. 17第 1 期 王永建, 等: 相位噪声对Q PSK 系统性能的影响分析