PDF《第5章OFDM 系统仿真及结果分析》

对于二元以上的多元信号, 误码率称为误码字率(CER, code error ratio).误码率通常以10-k 的形式表示,如某通信系统的误码率达 到了10-6 ,就是指平均每一百万个传输比特或符号中仅有1个传输误码. 本系统计算出了两个误码率:BER1和BER2. BER1是信道解码前的误 码率,其等于: BER1=Odemodata1-channelencodeO/ length(channelencode) (5-1) 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 -

58 - BER2为信道解码后的误码率,反映系统的整体抗干扰性能. BER2=Ochanneldecode-recodeO/length(recode) (5-2) 本次仿真做了4种环境, 两种调制方式下的误码率与信噪比性能曲线图. ? AWGN环境下 AWGN环境下系统性能曲线如图5-2所示. 图5-2 AWGN环境下系统性能曲线 Fig5-2 curves of system performance under the environment of AWGN 由上图可以看出在AWGN环境下QPSK的总体性能要优于16QAM, 这是 因为16QAM的频谱利用率要高于QPSK,但是其在解调时需要经过二次判 决,同时也就增加了误码率. 对于每一种调制技术来看,QPSK在信道解码前的误码率要高于信道解 码后的误码率.这也恰恰反映了信道编码的优势所在.随着信噪比的增加, QPSK的两条误码率曲线都迅速降低.16QAM低信噪比时,信道解码后的误 码率反而高于信道解码前的误码率,这是因为16QAM在低信噪比时,解码 前的误码率已经很高,超出了卷积码的有效纠错范围,导致正确的码在译码 时纠错,使得误码率升高,但是这种低信噪比的可能性是很小的.随着信噪 比的增加,信道编解码的优势显现了出来,信道编解码后的误码率小于信道 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 -

59 - 编解码前的误码率.可以看到BER在10-3 时,编码后能够获得5个dB左右的 增益. ? 单径瑞利环境下 单径瑞利环境下系统性能曲线如图5-3所示. 图5-3 单径瑞利环境下系统性能曲线 Fig5-3 curves of system performance under the environment of

1 path RAYLEIGH 从图5-2与图5-3的对比可以看到单径瑞利信道的性能曲线要差于 AWGN信道下的性能曲线.因为瑞利信道相当于对信号进行了一次畸变过 程,使得误码率升高.在单径瑞利信道下,QPSK的性能曲线仍然要好于 16QAM,原因也是一样的.对于QPSK调制,在瑞利信道下低信噪比部分也 出现了信道解码后的误码率高于信道解码前的误码率的情况, 原因也是由于 超出了卷积码的纠错范围, 导致误码率升高, 当然这种可能性也是比较小的. 随着信噪比的升高,信道编码的优势也显现了出来.可以看到,对于QPSK 的BER在10-4 时,编码增益在5dB左右.如果想更好的改善系统的性能,降 低误码率,可以采用Turbo码技术和导频信道估计等补偿措施. ? 二径瑞利环境下(不超过保护间隔) 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 -

60 - 仿真时设置第二径的延迟时间为0.4μs(小于保护间隔0.8μs) . 此环境下的系统性能曲线如图5-4所示. 图5-4 二径瑞利环境下(不超过保护间隔)系统性能曲线 Fig5-4 curves of system performance under the environment of

2 path RAYLEIGH(not exceeding GI) 从图5-4和图5-3的对比,可以看出两幅图的差别不是很大,这也是可 以预见的.因为延迟时间小于保护间隔时可以通过去除保护间隔的过程,将 小于保护间隔内的畸变去除,所以误码率同单径瑞利信道下变化的不是很 大,这也反映了OFDM系统中特有的保护间隔的优势所在. ? 二径瑞利环境下(超过保护间隔) 仿真时设置第二径的延迟时间为1.6μs(大于保护间隔0.8μs) 从图5-4 和图5-5 的对比,发现当延时大于保护间隔时,误码率已经 相当大.这时去除保护间隔已经不能满足误码率的要求,需要采用一定的补 偿手段,如前面提到的采用导频进行信道估计手段,进行衰落补偿和采用更 好的编码Turbo码来达到预定的要求.但是,一般来说保护间隔的长度是大 于信道的最大时延长度的,所以此种情形发生的概率比较小的. 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 -