信道群時延對誤碼率影響的研究

楊翠娥 王晴

摘 要信道群時延是制約高碼速率接收系統性能的主要因素之一。本文以MPSK調制系統為例，分析了群時延對數字相位調制的影響。給出了信道群時延對誤碼率影響的仿真分析與測試數據。分析結果對高碼速率接收系統的工程設計具有一定的指導意義。

【關鍵詞】群時延 PSK 誤碼率

1 時延與群時延的基本概念

信道群時延是制約高碼速率接收系統性能的主要因素之一。一個傳輸系統，如果它是由純電阻組成的，那么在傳輸信號時是不會產生時延的。而接收系統中（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散過程也會產生時延）的影響，從而使輸出電壓落后于輸入電壓一段時間，稱為系統的時延。

群時延是指頻率相差極小的正弦波合成時產生的包絡上某一點相位的傳播時間。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量的。而群時延卻比較容易測量，現在已有專門的群時延測量儀。在工程上群時延是信道的一個重要參數。

3 群時延對誤碼率影響仿真分析

在實際系統中確切地分析各種調制的群時延變化影響非常困難，而進行仿真研究則較為簡單；因此，實際應用中通常通過仿真來評估采用不同調制方式時，每種群時延（線性、拋物線、波動）引起的發射符號波形變化和誤碼率（BER）惡化值。

圖1是仿真原理方框圖。假定第一級為零時延，首先確定BER接近要求的誤碼量級（如：10-5）時所允許的Eb/N0值；改變群時延，獲取數據，確定達到相同BER所需增加的Eb/N0。所考慮的群時延值是在整個符號帶寬上測量的總變化量。我們用符號率（SR）與群時延（GD）相乘的歸一化系數來評估BER的性能下降。

圖2顯示了不同群時延變化引起的BER下降值與GD·SR的仿真結果曲線。

仿真結果表明：線性群時延引起的下降比拋物線群時延大，而且BER的下降值隨著調制碼速率增加而增加。同樣大小的群時延，高階調制的誤碼率更明顯。4、群時延對誤碼率影響試驗分析

群時延測試框圖如圖3所示，調制器和解調器為法國ZDS公司HDR-XXL系列設備。對信道群時延變化時在不同碼速率下相同解調器解調損耗進行對比，采用射頻閉環進行試驗。群時延指標如下：峰峰值1.6 ns，波動0.8 ns。經測試得到相應數據，繪制對應數據曲線如圖4所示。

分析可知，640MHz傳輸時的信噪比惡化量遠大于100MHz傳輸信噪比的惡化值。說明高碼速率下，群時延對解調誤碼性能影響較大。但是觀察640MHz傳輸時解調器加均衡功能的實驗值，發現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進行補償，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

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作者簡介

楊翠娥（1964-），女，山西省太原市人。現為太原工業學院副教授。研究方向為射頻電路設計及FPGA開發與應用。

作者單位

1.太原工業學院 山西省太原市 030008

2.中國移動通信集團終端有限公司廣東分公司 廣東省廣州市 510623