信道群时延对误码率影响的研究

杨翠娥 王晴

摘 要信道群时延是制约高码速率接收系统性能的主要因素之一。本文以MPSK调制系统为例，分析了群时延对数字相位调制的影响。给出了信道群时延对误码率影响的仿真分析与测试数据。分析结果对高码速率接收系统的工程设计具有一定的指导意义。

【关键词】群时延 PSK 误码率

1 时延与群时延的基本概念

信道群时延是制约高码速率接收系统性能的主要因素之一。一个传输系统，如果它是由纯电阻组成的，那么在传输信号时是不会产生时延的。而接收系统中（主要是变频器中使用的滤波器）总是有惰性元器件（如电感，电容，晶体管由于载流子的扩散过程也会产生时延）的影响，从而使输出电压落后于输入电压一段时间，称为系统的时延。

群时延是指频率相差极小的正弦波合成时产生的包络上某一点相位的传播时间。由于在接收端不易建立参考相位，所以信道的相位特性是很难测量的。而群时延却比较容易测量，现在已有专门的群时延测量仪。在工程上群时延是信道的一个重要参数。

3 群时延对误码率影响仿真分析

在实际系统中确切地分析各种调制的群时延变化影响非常困难，而进行仿真研究则较为简单；因此，实际应用中通常通过仿真来评估采用不同调制方式时，每种群时延（线性、抛物线、波动）引起的发射符号波形变化和误码率（BER）恶化值。

图1是仿真原理方框图。假定第一级为零时延，首先确定BER接近要求的误码量级（如：10-5）时所允许的Eb/N0值；改变群时延，获取数据，确定达到相同BER所需增加的Eb/N0。所考虑的群时延值是在整个符号带宽上测量的总变化量。我们用符号率（SR）与群时延（GD）相乘的归一化系数来评估BER的性能下降。

图2显示了不同群时延变化引起的BER下降值与GD·SR的仿真结果曲线。

仿真结果表明：线性群时延引起的下降比抛物线群时延大，而且BER的下降值随着调制码速率增加而增加。同样大小的群时延，高阶调制的误码率更明显。4、群时延对误码率影响试验分析

群时延测试框图如图3所示，调制器和解调器为法国ZDS公司HDR-XXL系列设备。对信道群时延变化时在不同码速率下相同解调器解调损耗进行对比，采用射频闭环进行试验。群时延指标如下：峰峰值1.6 ns，波动0.8 ns。经测试得到相应数据，绘制对应数据曲线如图4所示。

分析可知，640MHz传输时的信噪比恶化量远大于100MHz传输信噪比的恶化值。说明高码速率下，群时延对解调误码性能影响较大。但是观察640MHz传输时解调器加均衡功能的实验值，发现信噪比恶化量明显降低，甚至低于100MHz传输下的信噪比恶化量。说明高码速率下需要采用相位均衡技术进行补偿，可以缓解由于信道相频特性不理想带来的误码率增大问题。

参考文献

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作者简介

杨翠娥（1964-），女，山西省太原市人。现为太原工业学院副教授。研究方向为射频电路设计及FPGA开发与应用。

作者单位

1.太原工业学院 山西省太原市 030008

2.中国移动通信集团终端有限公司广东分公司 广东省广州市 510623