PDF《讯技术》

2 The phase noise of local oscillator 频偏值/Hz 相位噪声值L(f)/ ( dBc/ Hz)

10 -

45 100 -

60 1 *

103 -

75 1 *

104 -

90 1 *

105 -

115 1 *

106 -

135 通过第2节的介绍可知,相位噪声表征的是信号频率的稳定度,在频域上就是噪声边带,也就是相位噪声;

在时域上与之对应的叫做信号的抖动,相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定义方式.因 此,如果能从相位噪声的测量结果中导出信号抖动的值将是有意义的.相位噪声值与信号抖动之间的转换公式为θ2j=2*∫f2 f1 L(f) df ( 6) 式中,θj是 信号的抖动,L(f) 是相位噪声的功率谱密度值的表达式,f1为该相位噪声值的频率下限,f2为该相位噪声值的频率上限.该 公式计算出的值为弧度(rad) , 可通过公式(7) 将其转化为以角度为量纲的信号抖动值:θj=180 π

2 * ∫ f2 f1 L(f) d f(7) 以表2中本振信号源的相位噪声值数据为例,对各自频偏的相位噪声进行分段线性积分,按照公式(7) 计算得到各级相位噪声引起的信号抖动和总的信号跳变度数见表3. 表3相位噪声引起的信号跳变度数Table

3 The phase noise induced jitter 阶段频偏值f1 / Hz 频偏值f2 / Hz 相位噪声值/(dBc/ Hz) 信号抖动度数/(°)

1 10

100 -

45 4.3

2 100

1 *

103 -

60 2.4

3 1 *

103 1 *

104 -

75 1.4

4 1 *

104 1 *

105 -

90 0.9

5 1 *

105 1 *

106 -

115 0.2

6 1 *

106 -

135 7

10 1 *

106 5.2 对于一个BPSK 系统中,信息被±180°的相位变化所承载,在±90°判决点会发生一个错误.上 例中本振信号源引起的信号跳变为52°, 在实际接收系统里意味着,接收机固有的相位跳变会导致信号越过边界,那么就会产生错误.对 于一个BPSK 信号,52°在90°的判决中所占比例为58%, 则该接收机将会削减判决区域58%, 所能达到的最大信噪比为SNR =

10 * lg(90 5.2 )

2 = 24.8 dB ( 8) 同理,该本振信号源接收系统对于QPSK 调制信号,5.2°的信号跳变会导致判决区域减少11%, 能达到的最大信噪比为18.7 dB. ・

6 7

1 ・ www. teleonline. cn 电讯技术2011 年在常用PSK 系统中,BPSK 的相位偏移是180°的整数倍,QPSK 的相位偏移是90°的整数倍,8PSK 的相位偏移是45°的整数倍.工 程经验表明,对于一个特定的相移键控系统,当系统误码率大于10-

6 , 如果本振的寄生调相小于该相移键控最小相位步进的十分之一时,系统的误码率与理论值的差异仅在几分贝之内.根 据这个经验,BPSK 系统的寄生调相应小于18°, QPSK 系统的寄生调相应小于9°, 8PSK 系统的寄生调相应小于4.5°. 所以,在上例中寄生调相为5. 2°的C频段的本振信号源只能用在BPSK 和QPSK 系统中,对 于8PSK 系统,该本振信号源会引起系统误码率增加,且至少大于10-

6 . 通过上述介绍的预测法,结合系统的调制方式,能够对PSK 接收系统本振信号源的指标提出更加合理的要求,即不要只顾接收系统的噪声系数而忽略了本振信号源,把该信号源相位噪声的指标提得过低,从而影响整个系统的解调误码率和接收灵敏度;

也不要脱离工程实际,把本振信号源的指标提得过分苛刻、过于严格,人为地增加系统的设计难度和成本.5结论 本文介绍了相位噪声的定义及其对PSK 系统误码率的影响,并结合接收系统本振信号源不同变量参数的相位噪声对QPSK 调制方式误码率的影响进行了仿真.通 过仿真分析得到,接收系统本振源的相位噪声越大,系统的误码率越高,证明了接收系统中本振信号源相位噪声的重要性.同 时,以实际工程中使用的本振信号源为例,计算了相位噪声和信号抖动对BPSK 和QPSK 接收系统信噪比的限制.理论分析与工程实践的相结合,更好地得出了相位噪声对PSK 接收系统的影响,对接收系统的工程设计具有一定的指导意义.参考文献:[1] 高树廷,刘 洪升.相位噪声分析及对电路系统的影响[J]. 火控雷达技术,2003( 6) :