QPSK信号提取载频的科斯塔斯环原理方框图 解调输出 相乘 低通 相乘 低通 s(t) 移相 相乘 相乘 低通 2相 移 相乘 低通 移相 压控 环路 振荡 滤波
11 ◼ QPSK信号提取载频的科斯塔斯环原理方框图 s(t) 相乘 /4 移相 相乘 低通 相 乘 压控 振荡 环路 滤波 低通 解调输出 相乘 /2 移相 相乘 3/4 移相 低通 低通 • • • • • • •
723载波同步性能 >载波同步精确度: 两种相位误差:1.由电路参量引起的恒定误差 2.由噪声引起的随机误差。 ■恒定误差 口由滤波器引起的误差 设:窄带滤波器由一个单谐振电路组成,则由其引 起的附加相移等于 △≈2Q 口由锁相环引起的误差 设锁相环的稳态相位误差为A,则有 式中,4f-f和f之差, K。一锁相环路直流增益
12 7.2.3 载波同步性能 ➢ 载波同步精确度： 两种相位误差： 1. 由电路参量引起的恒定误差； 2. 由噪声引起的随机误差。 ◼ 恒定误差 由滤波器引起的误差 设：窄带滤波器由一个单谐振电路组成，则由其引 起的附加相移等于 由锁相环引起的误差 设锁相环的稳态相位误差为，则有 式中，f － fq和 f0之差， Kq － 锁相环路直流增益。 q f f Q 2 Kq f =
随机误差:噪声引起的相位误差θ是随机量 在加性高斯噪声信道中,的方差与信噪比r的关 系为: 2r 式中,O一相位抖动; r一信号噪声功率比 恒定误差和随机误差对于Q值的要求是矛盾的 同步建立时间和保持时间 ■同步建立时间一从开始接收到信号或从系统失步状态 到提取出稳定的载频所需要的时间一越短越好。 ■同步保持时间一从开始失去信号到失去载频同步的时 间一越长越好 两者是矛盾的
13 ◼ 随机误差：噪声引起的相位误差n是随机量 在加性高斯噪声信道中，n的方差与信噪比r的关 系为： 式中， － 相位抖动； r － 信号噪声功率比。 ◼ 恒定误差和随机误差对于Q值的要求是矛盾的。 ➢ 同步建立时间和保持时间 ◼ 同步建立时间－ 从开始接收到信号或从系统失步状态 到提取出稳定的载频所需要的时间－ 越短越好。 ◼ 同步保持时间－ 从开始失去信号到失去载频同步的时 间 － 越长越好。 ◼ 两者是矛盾的。 r n 2 2 2 1 = =
>载波同步误差对2PSK信号误码率的影响 相位误差O包括两部分: 0=4q+ 式中,Ap一恒定误差 随机误差 解调输出为 ve=m(t)cos0 2 式中cos引起信号电压下降, 信号噪声功率比r下降为c0s26倍。 因此,误码率下降为 erfclvr cos0 式中,r为信号噪声功率比
14 ➢ 载波同步误差对2PSK信号误码率的影响 ◼ 相位误差包括两部分： ＝ ＋ 式中，－ 恒定误差 － 随机误差 ◼ ∵解调输出为 式中cos引起信号电压下降， ∴信号噪声功率比r下降为cos2倍。 ◼ 因此，误码率下降为 式中，r为信号噪声功率比。 ( )cos 2 1 v m t e = ( cos ) 2 1 P erfc r e =
载波同步误差引起的信号波形失真 例如,会使单边带信号产生失真。 设有一单频基带信号:「m()=cosM 用它对载波cosa进行单边带调制后,取出上边带信号 s(t)=cos(@o +22)t 若接收端的本地载波有相位误差φ,则两者相乘后得到 cos(o+g2)t·cos(00t+)=[cos(200t+9t+q)+cos(t-9) 经过低通滤波器滤出的低频分量为 cos(9t-9)1 cos Qt·cosq+Sint·snq 上式中,第1项的因子cosg使原调制基带信号受到衰减 第2项和第1项正交,它使接收信号产生失真, 产生码间串扰
15 ➢ 载波同步误差引起的信号波形失真 例如，会使单边带信号产生失真。 设有一单频基带信号： 用它对载波cos0 t进行单边带调制后，取出上边带信号： 若接收端的本地载波有相位误差，则两者相乘后得到 经过低通滤波器滤出的低频分量为 上式中，第1项的因子cos使原调制基带信号受到衰减； 第2项和第1项正交，它使接收信号产生失真， 产生码间串扰。m(t) = cost s t cos( )t 2 1 ( ) = 0 + [cos(2 ) cos( )] 4 1 cos( ) cos( ) 2 1 0 + t 0 t + = 0 t + t + + t − sin sin 4 1 cos cos 4 1 cos( ) 4 1 t − = t + t