中文摘要 無(wú)線通信中，提高帶寬效率，在有限的信道帶寬中傳輸更多的 數(shù)據(jù)直是個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題。本文主要討論在2 5 k h z 信道條件下 建立個(gè)具有高帶寬效率和較好誤碼性能的無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng)。 建立該系統(tǒng)的一種方式是基于單載波調(diào)制技術(shù)。文中討論了以 m s k 調(diào)制技術(shù)結(jié)合預(yù)調(diào)濾波器提高帶寬效率的系統(tǒng)構(gòu)建方案。該方 案需要考慮到濾波器的帶寬壓縮效率，濾波器引起的碼間干擾，濾 波器對(duì)系統(tǒng)誤碼性能的影響等幾個(gè)關(guān)鍵因素。文中通過(guò)仿真結(jié)果著 重分析和比較了不同的預(yù)調(diào)濾波器帶來(lái)的帶寬效率和碼間干擾后， 進(jìn)一步分析了它們對(duì)系統(tǒng)誤碼性能的影響。f 在系統(tǒng)誤碼仿真中引入 了一種有助于改善誤碼性能的鑒頻加多電平判決的解調(diào)方法，文中 對(duì)此方法也進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)和分析，并給出根據(jù)此方法計(jì)算出的 誤碼理論值，結(jié)合系統(tǒng)誤碼性能的蒙特卡羅仿真值，對(duì)比分析各種 預(yù)調(diào)濾波器對(duì)系統(tǒng)誤碼性能的影響。綜合考慮帶寬效率、誤碼性能 和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程度以后，構(gòu)建出基予單載波調(diào)制技術(shù)的無(wú)線數(shù)字傳輸 系統(tǒng)，并給出系統(tǒng)參數(shù)和性能指標(biāo)。、 構(gòu)建所需系統(tǒng)的另一種方案則是基于o f d m 技術(shù)。結(jié)合q p s k 調(diào)制，文中討論了建立這樣一個(gè)高帶寬效率的o f d m 傳輸系統(tǒng)所需 要著重考慮的幾個(gè)參數(shù)：子載波數(shù)目、循環(huán)前綴長(zhǎng)度和成形濾波器 的參數(shù)。由仿真結(jié)果分析比較了選用不同的參數(shù)組合對(duì)系統(tǒng)性能的 影響，選出最優(yōu)的參數(shù)組合，結(jié)合一種不會(huì)引起頻譜擴(kuò)展的峰值校 正方法，組建出優(yōu)化傳輸系統(tǒng)。通過(guò)分析仿真結(jié)果，文中確定了峰 值校正門限，給出了最優(yōu)傳輸系統(tǒng)的參數(shù)和性能指標(biāo)。 文章最后對(duì)基于上述兩種方式構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行了比較并作出總 結(jié)。 v v 4 關(guān)鍵詞；無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng)，帶寬效率，預(yù)調(diào)濾波器，o f d m a b s tr a c t i nw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n ，i n c r e a s i n g b a n d w i d t he f f i c i e n c yt o t r a n s f e rm o r ed a t ai nt h eb a n d 1 i m i t e dc h a n n e la l w a y si s at a s kd e s e r v e f o ra t t e n t i o n w ew i l ld i s c u s st h ec o n s t r u c t i o no f ad i g i t a lt r a n s m i s s i o n s y s t e mw i t hh i g hb a n d w i d t he f f i c i e n c ya n dg o o d e r r o rr a t ep e r f o r m a n c e i 1 1t h ec o n d i t i o no f2 5 k h zw i r e l e s sc h a n n e l o n e w a y t oc o n s t r u c tt h i ss y s t e mb a s eo ns i n g l e - c a r r i e rm o d u l a t i o n t e c h n i q u e t oi n c r e a s et h eb a n d w i d t he f f i c i e n c y ，s u c has y s t e ms c h e m e u s et h em s km o d u l a t i o nm e t h o dc o m b i n i n gw i t hap r e m o d u l a t i o n f i l t e r s e v e r a li m p o r t a n tf a c t o r sl i k et h eb a n d w i d t hc o m p r e s s i o ne f f i c i e n c y ， i s ic a u s e db yf i l t e ra n dt h ea f f e c t i o no ns y s t e mp e r f o r m a n c et h a ta r i s e f r o mf i l t e r i n gs h o u l db ec o n s i d e r e d a c c o r d i n gt ot h es i m u l a t i o nr e s u l t ， t h eb a n d w i d t he f f i c i e n c yb r o u g h tb yd i f f e r e n tp e m o d u l a t i o nf i l t e r sa n d t h ei s ic a u s eb yt h e ma r ea n a l y z e da n dc o m p a r e d t h e nt h es y s t e m e r r o rr a t e p e r f o r m a n c e i sa l s o a n a l y z e d i nt h ea r t i c l e a sw eh a v e i n t r o d u c e dam u l t i l e v e ld e c i s i o nm e t h o dw i t hd i s c r i m i n a t o rd e t e c t i o nt o i m p r o v et h ee r r o rr a t ep e r f o r m a n c e ，t h ed e d u c i n ga n da n a l y z i n gf o r t h i s m e t h o da r ep r e s e n ti nt h i sa r t i c l e t h et h e o r e t i c a le r r o rr a t ea n dt h e m o n t ec a r l os i m u l a t i o nr e s u l ta r es h o w e di n f i g u r e t o c o m p a r et h e s y s t e me r r o rr a t ep e r f o r m a n c ea f f e c t e db yd i f f e r e n tp r e m o d u l a t i o n f i l t e r c o n s i d e r i n gt h eb a n d w i d t he f f i c i e n c y ，t h e e r r o rr a t ep e r f o r m a n c ea n d t h e c o m p l e x i t y f o rr e a l i z a t i o n t o g e t h e r ，w e c o n s t r u c ta d i g i t a l t r a n s m i s s i o ns y s t e mw i t hs i n g l e - c a r r i e rm o d u l a t i o nt e c h n i q u eu s i n gt h e o p t i m u mp r e m o d u l a t i o n f i l t e r t h e nt h e s y s t e mp a r a m e t e r s a n d p e r f o r m a n c ei n d e x e sa r ep r e n s e n t a n o t h e rs c h e m et oc o n s t r u c ts u c hat r a n s m i s s i o ns y s t e mi n2 5 k h z c h a n n e li st h e u s i n g o fo f d mt e c h n i q u e w i t h q p s km o d u l a t i o n m e t h o de m p l o y e di no u ro f d ms y s t e m ，t h e r ea r es e v e r a l i m p o r t a n t p a r a m e t e r sr e l a t i n g t ob a n d w i d t h e f f i c i e n c y s h o u l db ec o n s i d e r c a r e f u l l y t h e ya r et h en u m b e ro fs u b c a r r i e r ，t h el e n g t ho fc y c l ep r e f i x a n dt h ep a r a m e t e r so f p u l s es h a p i n gf i l e r t h ea n a l y s eo f t h es i m u l a t i o n r e s u l ts h o wt h a ts y s t e mp e r f o r m a n c e ( i n c l u d i n gb a n d w i d t he f f i c i e n c y a n de r r o rr a t e p e r f o f i n a n c e ) v a r yw i t ht h e d i f f e r e n tc o m b i n a t i o no f t h e s e p a r a m e t e r s c h o o s i n g a n o p t i m u m c o m b i n a t i o no ft h e s e p a r a m e t e r sa c c o r d t ot h e c o m p a r i s o n o fs i m u l a t i o n r e s u l t ，w e c a n c o n s t r u c ta n o p t i m u m o f d m s y s t e m w h i c h e m p l o y a p e a k - a m p l i t u d e - s u p p r e s s i o n m e t h o di na d d i t i o n t h i s p e a k 。a m p l i t u d e 。s u p p r e s s i o n m e t h o dw o n t c a u s e p o w e rs p e c t r u m d e n s i t ye x p a n d i n g t h et h r e s h o l dl e v e lf o rs u p p r e s s i o ni sd e t e r m i n e db y s i m u l a t i o nr e s u l t t h e o p t i m u mp a r a m e t e r sf o rt h i s s y s t e ma n dt h e p e r f o r m a n c ei n d e x e sa r ep r e s e n t e dt o o a c o m p a r i s o nb e t w e e nt h es i n g l e c a r r i e r s y s t e ma n dt h eo f d m s y s t e mi sa l s om a d ei nt h i sa r t i c l e as u m m a r i z a t i o ni s p r e s e n ta tt h e l a s tc h a p t e r k e yw o r d s ：w i r e l e s s d i g i t a l t r a n s m i s s i o n s y s t e m b a n d w i d t h e f f i c i e n c y , p r e m o d u l a t i o nf i l t e r ，o f d m m 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方 外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為 獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與 我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的 說(shuō)明并表示謝意。 簽名：壟墓! 雖日期；文一，歹年歹月門日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文 盼規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全 部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印，縮印或掃描 等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 簽名：崔皇越 導(dǎo)師簽名： 日期：年月日 第一章緒論 1 1 窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中的問(wèn)題 在帶限信道中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸所面臨的各種挑戰(zhàn)可以歸結(jié)為兩大問(wèn)題： 一個(gè)是帶寬效率問(wèn)題。另一個(gè)則是功率效率問(wèn)題。由于帶限信道特別是無(wú) 線帶限信道的帶寬資源非常有限，因此很有必要充分利用好帶寬資源，提 高信道利用率，使得在有限的帶寬中能夠傳輸更多數(shù)據(jù)。但是帶寬效率的 提高是以功率效率的保證為前提的。功率效率描述了在一定功率條件下， 數(shù)字信息信號(hào)正確傳送的能力。它可以通過(guò)在特定的誤碼概率( 如1 0 - 3 ) 下，接收機(jī)輸入端的信號(hào)噪聲比( s n r ) 或者是比特能量和噪聲功率譜密 度的比值( e b n o ) 來(lái)衡量。只有保證一定的數(shù)據(jù)傳輸正確率，帶寬效率的 提高才有意義。因此要建立一個(gè)窄帶傳輸系統(tǒng)，既要考慮帶寬效率，也要 考慮功率效率，同時(shí)還需考慮實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問(wèn)題。根據(jù)系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同要求有不同的側(cè)重或折中。 1 2 提高帶寬效率的方法 可以通過(guò)選擇合適的調(diào)制方案和選擇合適的預(yù)調(diào)成形濾波器來(lái)提高帶 寬效率，提升信道利用率。各種調(diào)制方案可能會(huì)在帶寬效率和功率效率的 表現(xiàn)上各不相同。某些調(diào)制方案主要側(cè)重于帶寬效率的提高；某些調(diào)制方 案則有良好的功率效率但帶寬效率并不突出；還有些調(diào)制方案在功率效率 和帶寬效率問(wèn)進(jìn)行折中。預(yù)調(diào)成形濾波器主要用于壓縮調(diào)制帶寬，提高信 道利用率。此外，采用各種抗衰落和抗干擾技術(shù)( 分集、均衡等) 在提高 數(shù)據(jù)的傳輸誤碼性能的同時(shí)也有助于提高信道利用率。 1 3 以兩種傳輸方式在2 5 k h z 信道條件下設(shè)計(jì)傳輸系統(tǒng) 傳統(tǒng)的窄帶無(wú)線數(shù)字傳輸，一般都是采用單載波傳輸方式，而傳統(tǒng)的 多載波傳輸方式由于不允許頻譜重疊，對(duì)帶寬資源耗費(fèi)較大，因此應(yīng)用很 少，一個(gè)典型的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)如下圖所示： 圖1 1 無(wú)線傳輸系統(tǒng) 在2 5 k h z 信道中建立單載波數(shù)字傳輸系統(tǒng)，可以通過(guò)選擇合適的預(yù)調(diào) 濾波器和合適的調(diào)制技術(shù)來(lái)提高帶寬效率并保證較好的誤碼性能。 近幾年來(lái)正交頻分復(fù)用( o f d m ) 技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng) 的不允許頻譜重疊的多載波調(diào)制技術(shù)不同，o f 嘣技術(shù)允許頻譜重疊，有著 比單載波傳輸方式更高的帶寬效率。另外這項(xiàng)技術(shù)還有著良好的抗多徑性 能。因此在窄帶傳輸中也可以應(yīng)用o f d m 技術(shù)。在2 5 k h z 信道中建立一個(gè) o f d m 數(shù)字傳輸系統(tǒng)，需要考慮的參數(shù)比單載波復(fù)雜很多，但是這樣一個(gè)系 統(tǒng)可以充分發(fā)揮o f d m 技術(shù)帶寬效率高的特點(diǎn)，提升信道利用率。 1 4 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 基于2 5 k h z 信道的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，主要應(yīng)用于數(shù)字集群系統(tǒng)中。數(shù)字 集群系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)和各種部門的調(diào)度通信中。幾種比較典型的 數(shù)字集群系統(tǒng)包括歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)( e t s i ) 開發(fā)的t e t r a 系統(tǒng)、摩托羅 拉的i d e n 系統(tǒng)等。數(shù)字集群系統(tǒng)已經(jīng)從早期的純?cè)捯粽{(diào)度通信發(fā)展到現(xiàn)代 的集話音、數(shù)據(jù)、短消息、圖像等多媒體通信。因此需要不斷發(fā)展通信技 術(shù)使調(diào)度通信系統(tǒng)的功能逐步完善、不斷強(qiáng)大，以滿足各式各樣用戶日益 提高的需求。而提高信道利用率就是要滿足現(xiàn)代日益增大的通信量的需要。 1 5 研究工作 本文作者的主要工作是研究在2 5 k h z 信道條件下，無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng) 的構(gòu)建。該系統(tǒng)應(yīng)該具有高帶寬效率，同時(shí)保證較好的誤碼性能。系統(tǒng)分 別以兩種方式構(gòu)建，種是單載波方式，種是使用o f d m 技術(shù)。 2 電子科技大學(xué)碩士論文 首先是以單載波方式構(gòu)建一個(gè)基于2 5 k h z 信道的系統(tǒng)，完成的主要工 作：l 、分析并選擇合適的調(diào)制方式；2 、通過(guò)仿真比較，分析各種預(yù)調(diào)濾 波器的濾波效果及其產(chǎn)生的碼間干擾；3 、以各種預(yù)調(diào)濾波器結(jié)合m s k 調(diào) 制技術(shù)及多電平判決方法組建基于2 5 k h z 信道的仿真模型；4 、完成系統(tǒng) 的誤碼性能仿真及分析；5 、構(gòu)建優(yōu)化系統(tǒng)。 以o f d m 技術(shù)構(gòu)建基于2 5 k h z 信道的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，完成的主要工作 有：1 、分析以o f d m 技術(shù)構(gòu)建此系統(tǒng)所帶來(lái)的高帶寬效率：2 、分析子載 波數(shù)目、循環(huán)前綴長(zhǎng)度、成形濾波器等參數(shù)的選擇對(duì)于所組建系統(tǒng)的影響； 3 、通過(guò)仿真比較，選擇多組合適的參數(shù)組合構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型；4 、仿真 和分析系統(tǒng)的性能，確定優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)；5 、進(jìn)步仿真分析了一種不會(huì)引 入頻譜擴(kuò)展的降低峰值一平均功率比的校正方法，確定校正門限；6 、構(gòu)建 優(yōu)化o f d m 系統(tǒng) 最后完成對(duì)上述兩個(gè)系統(tǒng)的比較。 3 皇三型墊盔蘭堡主絲莖一 第二章以單載波調(diào)制技術(shù)組建帶限數(shù)字傳輸系統(tǒng) 2 12 5 k h z 信道中的數(shù)據(jù)傳輸 本章主要討論以單載波調(diào)制技術(shù)在2 5 k h z 信道中組建一個(gè)數(shù)字傳輸系 統(tǒng)的問(wèn)題。我們希望所組建的系統(tǒng)能在給定的2 5 k h z 信道帶寬范圍內(nèi)取得 高信道利用率，也就是說(shuō)能盡量提高數(shù)據(jù)傳輸速率。同時(shí)我們還需要考慮 保持較好的誤碼性能。另外系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化，使得實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單。 因此我們要建立的是一個(gè)基于2 5 k h z 信道的具有較高帶寬效率和較好誤碼 性能，且比較易于實(shí)現(xiàn)的無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng)。在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 需要進(jìn)行以下工作：選定調(diào)制方式：通過(guò)仿真，比較各種預(yù)調(diào)濾波器的濾 波器效果并觀察其產(chǎn)生的碼問(wèn)干擾；對(duì)系統(tǒng)的誤碼性能進(jìn)行理論計(jì)算和仿 真，對(duì)得出的誤碼結(jié)果進(jìn)行分析比較；最后確定優(yōu)化的系統(tǒng)方案，完成系 統(tǒng)的構(gòu)建。 2 2 各種調(diào)制方式的簡(jiǎn)述及比較 要確定系統(tǒng)方案，首先要確定系統(tǒng)采用的調(diào)制方式。目前常見的調(diào)制 方式包括：相移鍵控( p s k ) ，頻移鍵控( f s k ) ，幅度鍵控( a s k ) ，正交幅 度調(diào)制( q a m ) 等。 二進(jìn)制相移鍵控( b p s k ) 和四相相移鍵控( q p s k ) 是兩類典型的相移 鍵控方式。為了解決b p s k 中1 8 0 0 相位模糊問(wèn)題，可以對(duì)發(fā)端數(shù)據(jù)進(jìn)行差 分編碼，得到差分相移鍵控( d p s k ) 。d p s k 除了解決相位模糊問(wèn)題外，與 b p s k 的另一個(gè)差別在于其接收端可采用非相干接收方式，簡(jiǎn)化了接收機(jī)的 結(jié)構(gòu)。b p s k 可定義為： r ? 一 s b 讎( f ) = r e ( t ) 1 2 ，e bc o s ( 2 月f c t + 吼) ( 2 一1 ) vo b 式中m ( t ) 為幅度隨輸入數(shù)據(jù)變化的脈沖( 比如矩形脈沖) ，e 。為比特能 量，死為比特周期，正為載波中心頻率，只為初相。 q p s k 調(diào)制方式則實(shí)現(xiàn)了在個(gè)調(diào)制符號(hào)中傳輸兩比特?cái)?shù)字，所以其帶 寬效率比b p s k 的帶寬效率高兩倍。q p s k 信號(hào)可以定義為： 4 皇王型墊奎堂堡主笙奎 s 刪，= 詹c o s c 2 礬t + ( i - 1 ) 抄嘲，i = 1 , 2 , 3 , 4 ( 2 _ 2 ) 在q p s k 信號(hào)中，碼元轉(zhuǎn)換瞬間的最大相移為z ，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的包絡(luò)在 瞬間通過(guò)零點(diǎn)，而這種過(guò)零點(diǎn)信號(hào)在非線性放大時(shí)將帶來(lái)旁瓣再生?？梢?對(duì)q p s k 進(jìn)行改進(jìn)得到0 0 p s k ( 交錯(cuò)q p s k ) 調(diào)制方式。0 0 p s k 的表達(dá)式為： 嘛( ，) ；妻，( f ) p o 一2 i t b ) c o s 2 蕕f + z m 口( t ) p q 一2 i t b 一矗) s m 2 f , f ( 2 3 ) 0 t s 2 死 其他 ( 2 4 ) 。，( f ) 和m o ( t ) 是輸入數(shù)據(jù)的奇拙特流和偶比特流。在0 q p s k 信號(hào)中偶 比特流和奇比特流錯(cuò)開一個(gè)比特周期，即0 q p s k 信號(hào)的正交分量的跳交將 比同相分量的跳變延遲一個(gè)比特周期。這樣就不會(huì)出現(xiàn)0 p s k 信號(hào)中同相分 量和正交分量同時(shí)跳變的情況，從而可以將最大相位跳變降到等，避免了 包絡(luò)的瞬間過(guò)零點(diǎn)現(xiàn)象。圖2 一l 示出了b p s k 和q p s k 的星座圖a 圖2 2 則給出了這兩種調(diào)制方式的功率譜密度。 圖2 1b p s k 和q p s k 的星座圖 圖2 2b p s k 和q p s k 的功率譜密度 5 一皇王型堇查堂堡主墮蘭 一 一一 由圖2 2 可見，q p s k 比b p s k 的帶寬效率高2 倍。而且兩者在加性 高斯白噪聲信道中的比特差錯(cuò)概率相等1 1 1 , 也就是說(shuō)兩者有同樣的功率效 率。 雖然q p s k 有良好的帶寬效率和功率效率，但是從圖2 2 也可以看到 其旁瓣衰減很慢，造成較大的帶外輻射，對(duì)鄰近信道產(chǎn)生干擾。采用連續(xù) 相位的m s k 調(diào)制方式可以有效的降低帶外輻射 m s k 信號(hào)是一種調(diào)制指數(shù)為0 5 的連續(xù)相位的f s k ，在一個(gè)周期內(nèi)相位 變化為要，其表達(dá)式為： s 刎= c o s ( 2 , v e t + 熹f + x k ) ，惦f ( 七+ 1 ) 巧，k = o 一1 2 ( 2 5 ) 二 其中為輸入數(shù)據(jù)，為相位常數(shù)，滿足： x 。：。h ， ”“ ( 2 6 ) 靠。1 址l 士蛔，；g k - i 、” 由2 5 和2 6 式可以推導(dǎo)出m s k 信號(hào)的正交表達(dá)式，表達(dá)式形式與 2 - - 3 完全一樣，只是式中k o 不再是矩形脈沖，而是半正弦脈沖： 加) ； 8 嗡0 鰣或死 ( 2 7 ) 【 o ， 其他 因此m s k 可以看作是一種特殊形式的o q p s k 信號(hào)。圖2 3 給出了m s k 信號(hào)和o p s k 信號(hào)的功率譜密度對(duì)比。從圖中可以看到，m s k 信號(hào)的第一主 瓣帶寬比q p s k 信號(hào)略大。q p s k 信號(hào)的主瓣在如2 處，而m s k 信號(hào)的第一 主瓣在0 7 5 億處。但是m s k 信號(hào)旁瓣的衰落速度卻比o p s k 信號(hào)快很多，因 此帶外衰減也小了很多。為了進(jìn)一步抑制m s k 信號(hào)的帶外衰減可以使用高 斯濾波器作為預(yù)調(diào)成形濾波器得到g m s k 調(diào)制方式。在本章第四節(jié)中我們將 迸論及這一調(diào)制方式的功率譜特點(diǎn)。 6 皇至型夔查堂堡主墮奎 圖2 3m s k 和q p s k 的功率譜密度 采用多進(jìn)制正交幅度調(diào)制方式可以獲得很高的帶寬效率。正交幅度調(diào) 制可用下式表示： y 。刪( f ) = 一mo o s 2 x f c t 一如s i l l 堿f ，o g t g t ( 2 8 ) 一。，為獨(dú)立的振幅，根據(jù)信號(hào)點(diǎn)的位置確定。q a m 調(diào)制可以有多種 星座結(jié)構(gòu)。圖2 4 給出了1 6 q a i h 的方型和星型結(jié)構(gòu)的星座圖。 圖2 41 6 q a m 的星座圖 星座圖信號(hào)點(diǎn)的密集程度可以反映帶寬效率的大小，信號(hào)點(diǎn)越密集， 帶寬效率越高。同時(shí)星座圖信號(hào)點(diǎn)間距離的最小值，又反映了功率效率的 大小，這個(gè)最小值越小，功率效率就越低。多進(jìn)制調(diào)制星座圖的信號(hào)點(diǎn)比 較密集，相應(yīng)的，它們的帶寬效率都比較高，但是它們的星座圖中信號(hào)點(diǎn) 7 一 皇王型堇查堂堡主笙蘭一 問(wèn)的最小距離也比較小，因此功率效率一般也比較小。圖2 - - 5 示出的1 6 q a m 信號(hào)的功率譜密度表明其第一旁瓣寬度僅為0 2 5 r b ，在加入預(yù)調(diào)濾波器抑 制其旁瓣功率輻射后，可以得到很高的帶寬效率，但其功率效率比較低， 而且由于不是恒包絡(luò)調(diào)制，在無(wú)線衰落信道中受到的影響也比諸如m s k 等 恒包終調(diào)制方式大得多。 圖2 51 6 q a m 的功率譜圖 綜合以上的討論，為了在無(wú)線數(shù)字傳輸中得到帶寬效率和功率效率的 折中，既能得到較高的帶寬效率又可以保持較好的功率效率，可以使用m s k 調(diào)制或q p s k 調(diào)制，兩者的帶寬效率差距不大，但由于m s k 調(diào)制更易于實(shí)現(xiàn)， 決定選取m s k 作為本系統(tǒng)的主要調(diào)制方式，配合適當(dāng)?shù)念A(yù)調(diào)成形濾波器， 進(jìn)行數(shù)字傳輸系統(tǒng)的仿真論證。 2 3 傳輸系統(tǒng)方案 本章所要組建的無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng)框圖如圖2 6 所示 圖2 6 無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型 8 皇量型堇查蘭堡主堡奎 一 系統(tǒng)中發(fā)信端預(yù)調(diào)濾波器的參數(shù)我們將在接下來(lái)的部分詳細(xì)討論。與 發(fā)信端預(yù)調(diào)濾波器主要用于脈沖成形不同，接收端的帶通濾波器主要是濾 除信號(hào)噪聲，因此其帶寬要求遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)端濾波器對(duì)帶寬的要求嚴(yán)格，主要 是考慮實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能盡量減少對(duì)接收信號(hào)的損傷。而巴特沃斯濾波 器就是一種易于實(shí)現(xiàn)的濾波器，經(jīng)過(guò)仿真比較后發(fā)現(xiàn)，采用影乃= o 6 5 的 5 階巴特沃斯帶通濾波器即可獲得令人滿意的濾波效果，對(duì)噪聲抑制較好， 同時(shí)信號(hào)損傷也很少。其中b ，為帶通濾波器3 d b 帶寬。t b 為傳輸數(shù)據(jù)的比 特周期。 圖2 6 中鑒頻器輸出隨頻率變化的電平作為積分清除器的輸入。積 分清除器輸出相位變化幅度，經(jīng)過(guò)多電平判決后恢復(fù)發(fā)送端輸入信號(hào)。用 這種方法可以保持較好的誤碼性能。積分清除器在個(gè)積分周期內(nèi)對(duì)輸入 進(jìn)行積分，輸出隨相位變化的電平。在一個(gè)積分周期結(jié)束后對(duì)積分器清零 再對(duì)下一個(gè)周期的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行積分輸出。對(duì)積分器輸出進(jìn)行判決即可恢 復(fù)發(fā)端發(fā)送的數(shù)據(jù)。判決采用多電平判決方法。判決電平的選擇與積分器 輸出電平的路徑有關(guān)，結(jié)合積分器輸出信號(hào)的眼圖可以更清楚的看到這一 點(diǎn)： 圖2 7 接收端積分器輸出信號(hào)眼圖 圖2 7 示出積分周期1 5 1 - ，積分區(qū)間 ( k 要) t 。，k n ，k = 2 ，3 的 積分器輸出信號(hào)眼圖。圖中出現(xiàn)路徑1 和路徑2 ，兩個(gè)路徑形成的原因在 于前一個(gè)碼元的極性不同。前個(gè)碼元為+ 1 ，則積分器輸出路徑1 所 9 一 皇王型墊奎蘭堡主絲塞 一 - _ _ _ 一一。 示的信號(hào)，如前一個(gè)碼元為一l ，積分器輸出路徑2 所示的信號(hào)。兩個(gè)路徑 中都分別形成兩個(gè)大分權(quán)，分權(quán)1 和分權(quán)2 。當(dāng)前碼元為+ l 時(shí)形成電 平較高的分權(quán)1 ，當(dāng)前碼元為一l 時(shí)路徑形成低電平的分杈2 。所以可 以將分權(quán)的中點(diǎn)作為判決電平。若積分器的輸出大于判決電平，當(dāng)前碼元 判為+ l ，否則為一1 。兩條路徑就可以得到兩個(gè)判決電平。至于選 ：二者中的哪一個(gè)作為當(dāng)前輸出的判決電平，就由前一個(gè)碼元決定，前一個(gè) 碼元為+ l 時(shí)選判決電平1 ，前一個(gè)碼元為一1 時(shí)選判決電平2 。從 上邊的分析可以看到，這種多電平判決方法實(shí)際上充分利用了碼間干擾信 息。在這種多電平判決方法中，在判決時(shí)刻積分器的輸出實(shí)際上等于鑒頻 器輸出眼圖的面積，因此積分器輸出眼圖的張開度要大于鑒頻器輸出眼圖 的張開度，所以可以得到較好的誤碼性能。 在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中二電平判決可以用如下圖所示的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)： 判決 判決 圖2 8 多電平判決的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu) 2 4 幾種預(yù)調(diào)濾波器 采用圖2 6 所示的系統(tǒng)傳輸方案后，預(yù)調(diào)濾波器的選擇就非常關(guān)鍵， 將對(duì)系統(tǒng)的帶寬效率和誤碼性能起主要的影響作用。下面將介紹幾種典型 的預(yù)調(diào)濾波器，它們是：高斯低通濾波器，巴特沃斯低通濾波器，升余弦 濾波器，最優(yōu)f i r 濾波器。 高斯低通濾波器的傳遞函數(shù)為： = e x “一口2 ，2 ) 1 0 ( 2 9 ) 皇量型堡奎蘭堡主壘壅 一一一 其中。：竺里，b 為濾波器3 d b 帶寬 4 2 n 高斯低通濾波器的傳遞函數(shù)平滑，沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)。濾波器輸出過(guò)沖低且 輸出脈沖面積恒定。圖2 - - 8 示出隨著b t ( 3 d b 帶寬與碼元周期乘積) 的 變化，濾波器幅頻特性相應(yīng)的變化： 圖2 - - 9 高斯低通濾波器幅頻特性圖 巴特沃斯低通濾波器的傳遞函數(shù)可表示為： 俐2 而1 萬(wàn) 2 1 0 o 其中兀為濾波器截止頻率，n 為濾波器階數(shù)。從式中易看出隨著n 的增大，i - h ( f ) l 將衰減更快。圖2 1 0 給出了5 階巴特沃斯低通濾波器的 頻率特性，左圖是隨b t 變化的線性幅頻特性，右圖則是b t = 0 4 時(shí)的歸一 化幅頻和相頻特性圖，其中幅度以分貝為單位。 圖2 1 05 階巴特沃斯低通濾波器頻率特性圖 巴特沃斯濾波器的特點(diǎn)是通帶內(nèi)具有最平坦的幅頻特性。由圖可以看 出隨著濾波器階數(shù)增加，過(guò)渡帶變窄。另外巴特沃斯濾波器可以以模擬濾 波器形式實(shí)現(xiàn)，也可以以數(shù)字i i r 濾波器形式實(shí)現(xiàn)。其相頻特性曲線表明， 巴特沃斯濾波器并不是線性相位的濾波器，所以信號(hào)通過(guò)濾波器后可能會(huì) 出現(xiàn)較大的畸交。這點(diǎn)在2 5 2 節(jié)將會(huì)討論到。在m a t l a b 中巴特沃斯濾 波器可以用b u t t e r 函數(shù)實(shí)現(xiàn)。 前面兩個(gè)濾波器都可以以模擬濾波器形式實(shí)現(xiàn)。下面介紹兩個(gè)f i r 數(shù) 字濾波器。當(dāng)采用數(shù)字濾波器來(lái)進(jìn)行預(yù)調(diào)濾波時(shí)，圖2 6 所示的系統(tǒng)模型 中需加入a d 和d a 模塊，變?yōu)槿缦滦问剑?圖2 1 1使用數(shù)字預(yù)調(diào)濾波器的系統(tǒng)模型 其中接收模塊與圖2 5 的接收模塊相同。 f i r 濾波器可以做到良好的線性相位特性，但是其階數(shù)一般都比較高， 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度也比較高。 升余弦濾波器的傳遞函數(shù)可表示為： 一一皇蘭型壟查蘭堡主堡苧 一 h u ) = 1 o s i 卅( 1 一a ) 2 t 扎2 t “墊劍2 a ) ( 1 一口) 2 r ( 1 + a ) 2 t 其中。為滾降因子，0 s 口1 ，a 為0 時(shí)對(duì)應(yīng)矩形濾波器。升余弦濾波 器是滿足奈奎斯特準(zhǔn)則的一類濾波器。在每個(gè)抽樣時(shí)刻，濾波器輸出只對(duì) 當(dāng)前符號(hào)有響應(yīng)，對(duì)其他符號(hào)的響應(yīng)全為零。m a t l a b 中可以用f i r r c o s 函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有線性相位的f i r 升余弦濾波器。此函數(shù)的輸入?yún)?shù)中還 提供窗函數(shù)的選擇項(xiàng)，可以選擇不同窗函數(shù)。窗函數(shù)的選擇對(duì)f i r 升余弦 濾波器的性能有一定的影響。幾種典型窗函數(shù)的性能指標(biāo)如表2 1 所示， 表中n 為窗口寬度。其中矩形窗有著最小主瓣寬度，但是旁瓣衰減很小。 h a m m i n g 窗的主瓣寬度雖然是同長(zhǎng)度矩形窗的兩倍，但是其旁瓣衰減和阻 帶衰減都比較大。而b l a c k m a n 窗的阻帶衰減在這幾種窗函數(shù)中是最大的， 但是主瓣寬度又是最大的，是矩形窗的3 倍。在預(yù)調(diào)濾波器濾波效果及碼 間干擾的仿真和分析一節(jié)中將對(duì)采用矩形窗、h a m m i n g 窗、b l a c k m a n 窗 的升余弦濾波器進(jìn)行比較。 主瓣寬 阻帶最小衰減 窗函數(shù)第一旁瓣相對(duì)主瓣衰減( d b ) 度 ( d b ) 鋤 矩形 一1 3 2 1 8 x h a n n i n g 一3 1 4 4 8 廳 h a m m i n g 一4 l一5 3 1 2 n b l a c k m a n一5 77 4 8 n - b a r t l e t t _ 一 一2 52 5 表2 1 幾種典型的窗函數(shù)性能指標(biāo) 電子科技大學(xué)碩士論文 圖2 1 2 則給出了加窗升余弦濾波器的幅頻特性。可以看到，加矩形 窗的濾波器有著最窄的主瓣，但是旁瓣衰減速度較慢。與此相反，加 b l a c k m a n 窗的濾波器旁瓣衰減很快，衰減幅度也很大，但是其主瓣遠(yuǎn)比加 矩形窗大。而加h a m m i n g 窗的情況則介于兩者之間，是它們的折中。正是 由于h a m m i n g 窗在主瓣寬度和旁瓣衰減之間都得到較好的指標(biāo)，因此 h a m m i n g 窗是應(yīng)用最為廣泛的一種窗函數(shù)。 圖2 一1 2 加窗升余弦濾波器歸一化幅頻特性 在討論最佳f i r 濾波器之前先給出與之相關(guān)的幾個(gè)參數(shù)：通帶紋波 如，阻帶衰減以，通帶截止角頻率q ，阻帶起始角頻率q 。，這幾個(gè)參數(shù) 的定義如下圖所示，和蟊的單位均為d b ： 另外定義： 一 口 丑 圖2 一1 3 最佳f i r 濾波器參數(shù)定義 1 4 一 皇蘭型墊奎堂堡主堡塞 - _ _ 一。 ( 2 1 2 ) ( 2 1 3 ) 這兩個(gè)頻率量在后面的討論中經(jīng)常用到，因此在此先做說(shuō)明 最佳濾波器是指在切比雪夫準(zhǔn)則意義上的最佳化，即濾波器的頻率響 應(yīng)0 扣) 在所感興趣的頻率范圍內(nèi)與理想濾波器的頻率響應(yīng)如( e 拍) 之間 的最大逼近誤差最小。這個(gè)問(wèn)題可以表述如下：3 1 1 0 h ( e 7 。) 1 + ，0 國(guó)q ， ( 2 1 4 ) 一瓦s 日( e 7 。) 疋，q j c o z ( 2 - - 1 5 ) 引入一個(gè)固定的加權(quán)因子j ，七滿足： 6 。= 硒| ( 2 - - 1 6 ) 則有： 1 一七蟊s h ( e 。) s 1 + 七瓦，0 國(guó)q 口( 2 - 1 7 ) 則切比雪夫準(zhǔn)則可以表示為： 蟊= m i n m a x i e ( e j 。) i 】) ( 2 - - 1 8 ) h ( k ) c ae o ，q ?！縰 【q 。，療】 式中加權(quán)誤差函數(shù)球拍) 定義為： 球均：j t h ( e j 8 j ) - i ，。艇q p ( 2 1 9 ) ll h ( e 7 。) l ，q 。國(guó)1 - 對(duì)這一逼近問(wèn)題的求解，p a r k s m c c l e l l a i l 算法是一種很好的方法釘。 在m a t l a b 中r e m e z 函數(shù)正是用p a r k s m c c l e l l a n 算法實(shí)現(xiàn)最佳f i r 濾 波器的。圖2 1 4 給出了最佳f i r 濾波器的頻率特性，其中占。= 3 d b ，以 = = - 4 0 d b ，臼d = 6 5 k h z ，f s = 1 3 k h z 。 瓦 墮幼 f f 一一 皇三型墊奎堂堡主堡塞 _ ，_ 一 圖2 1 4 最佳f i r 濾波器頻率特性 2 5 關(guān)于濾波器影響系統(tǒng)帶寬效率和信號(hào)波形的仿真及分析 為了找到合適的預(yù)調(diào)濾波器，按照?qǐng)D2 6 組建仿真模型。通過(guò)仿真， 比較各種濾波器的輸出信號(hào)跟圖以及應(yīng)用各種預(yù)調(diào)濾波器后的已調(diào)信號(hào)功 率譜。選擇達(dá)到頻譜要求的濾波器作為預(yù)調(diào)濾波器，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行誤碼性能 分析，進(jìn)一步分析濾波器產(chǎn)生的碼問(wèn)干擾對(duì)系統(tǒng)性能的影響。最后選出帶 寬效率和誤碼性能都較佳的濾波器作為預(yù)調(diào)濾波器完成傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建。 在本小節(jié)中主要是給出已調(diào)信號(hào)的功率譜仿真結(jié)果以觀察濾波器對(duì)調(diào)制帶 寬的壓縮效果，同時(shí)給出預(yù)調(diào)濾波器輸出眼圖，初步分析預(yù)調(diào)濾波器產(chǎn)生 的碼間干擾。下一節(jié)我們將進(jìn)一步給出預(yù)調(diào)濾波器對(duì)系統(tǒng)誤碼性能影響的 理論分析和仿真結(jié)果。 2 5 1 功率譜模板及信號(hào)的眼圖 為了能夠減小對(duì)臨近信道的干擾，應(yīng)將當(dāng)前信道內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)的帶外輻 射加以抑制并盡量減小調(diào)制帶寬，而這些衰減的幅度需要有一個(gè)定量的規(guī) 定。因此，在比較各濾波器的濾波效果之前，我們首先定義圖2 1 5 所示 的功率譜模板，模板規(guī)定在信道邊界處( 對(duì)于2 5 k h z 信道即為正4 1 2 5 k ) 已調(diào)信號(hào)的功率譜應(yīng)衰減至一3 0 d b 以下( 正處的功率歸一化為3 d b ) ，而 在正+ 2 5 k 處應(yīng)衰減至一6 0 d b 或一6 0 d b 以下。 1 6 弋 圖2 1 5 功率譜模板 頻率( k h 0 同時(shí)我們注意到，當(dāng)輸入為雙極性的矩形波時(shí)，經(jīng)過(guò)預(yù)調(diào)濾波器濾波 后，符號(hào)高頻部分的濾除使得符號(hào)的波形變得平滑，同時(shí)符號(hào)周期被擴(kuò)展， 產(chǎn)生碼間干擾，此時(shí)觀察到的符號(hào)電平已不只是兩電平，而是類似于四電 平數(shù)據(jù)了。一個(gè)典型的經(jīng)過(guò)濾波器以后的信號(hào)波形如圖2 - - 1 6 所示。碼間 二f = 擾的程度還可以非常直觀的從眼圖看出。眼圖的眼睛張開度和跡線的粗 細(xì)很直觀的反應(yīng)了碼問(wèn)干擾的大小和幅度畸變的大小。眼睛張開越大，說(shuō) 明碼間干擾越小，同時(shí)眼睛垂直張開聞隔之半就是噪聲容限。而較細(xì)的跡 線反映著較小的幅度畸變和過(guò)零點(diǎn)失真。斜邊的斜率則反應(yīng)了定時(shí)誤差靈 敏度，更陡的斜率也就意味著對(duì)定時(shí)誤差更敏感。 圖2 1 6 濾波器輸出信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形對(duì)比 我們所希望的預(yù)調(diào)濾波器應(yīng)該具有良好的帶寬壓縮效率并且產(chǎn)生的 皇王型墊盔堂堡主笙蘭一 碼問(wèn)干擾盡可能的少。因此我們首先從考察已調(diào)信號(hào)功率譜和濾波器輸出 眼圖兩方面著手分析濾波器的性能。對(duì)于碼間干擾的大小，我們還可以從 f 一節(jié)的誤碼分析中進(jìn)行比較。 2 5 2 仿真結(jié)果及結(jié)果分析 我們首先來(lái)觀察未采用脈沖成形濾波器的m s k 調(diào)制信號(hào)的功率譜，如 圖2 1 7 所示。從圖中看出，即使輸入數(shù)據(jù)速率只有1 0 k b p s ，m s k 調(diào)制信 號(hào)的功率譜密度仍不能滿足模板規(guī)定。因此有必要用成形濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn) 行預(yù)調(diào)濾波，壓縮信號(hào)帶寬，減少帶外輻射。 圖2 1 7 m s k 調(diào)制信號(hào)功率譜：a ) r b = 1 0 k b p sb ) r b = 1 9 2 k b p s 在系統(tǒng)加入成形濾波器后，通過(guò)變換輸入數(shù)據(jù)的速率和濾波器的參 數(shù)，仿真和觀察已調(diào)信號(hào)的功率譜，濾波器輸出信號(hào)的眼圖。對(duì)大量仿真 結(jié)果進(jìn)行比較分析后，發(fā)現(xiàn)在滿足圖2 1 5 模板規(guī)定的條件下，為了避免 輸出信號(hào)的碼間干擾過(guò)大，輸入數(shù)據(jù)速率最高可取到1 9 2 k b p s 左右，繼續(xù) 增大輸入數(shù)據(jù)的速率會(huì)使得信號(hào)質(zhì)量惡化至不可用，這點(diǎn)將在后面分析中 論及。下面給出輸入數(shù)據(jù)速率為1 9 2 k b p s 的條件下，仿真得到的已調(diào)信號(hào) 功率譜和濾波器輸出信號(hào)眼圖，并且對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。 1 8 皇王型墊盔蘭堡主堡苧一 圖2 一1 8已調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圖( 高斯低通預(yù)調(diào)濾波) 高斯低通作為預(yù)調(diào)濾波器的已調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圖如圖2 1 8 所示。圖中采用商斯濾波器進(jìn)行預(yù)調(diào)濾波并取b t = o 2 5 。發(fā)射信號(hào)的 功率譜已經(jīng)滿足圖2 一1 5 所示模板的規(guī)定。同時(shí)可以看到濾波器輸出眼圖 有比較大的噪聲容限，同時(shí)幅度畸變和過(guò)零點(diǎn)畸變都很小，且對(duì)定時(shí)誤差 也不敏感的。 圖2 一1 9 已調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圖( 巴特沃斯低通預(yù)謂濾波) 圖2 一1 9 則給出了5 階巴特沃斯低通濾波器作為預(yù)調(diào)濾波器時(shí)已調(diào)信 號(hào)的功率譜及濾波器輸出信號(hào)眼圖。其中b t = o 4 。雖然已調(diào)信號(hào)功率譜滿 足模板要求，但可以很明顯看到濾波器輸出眼圖畸變很大。這是由于濾波 器頻率響應(yīng)的相位非線性造成輸出信號(hào)產(chǎn)生幅度畸變而引起的。這種畸變 電子科技大學(xué)碩士論文 增大了碼間干擾也嚴(yán)重影響了系統(tǒng)性能，這點(diǎn)在誤碼性能仿真中得到證明。 下面給出升余弦f i r 濾波器分別加h a m m i n g 窗、矩形窗、b l a c k m a n 窗 對(duì)對(duì)濾波器輸出信號(hào)及已調(diào)信號(hào)功率譜的影響。濾波器濾波器階數(shù)6 0 ，截 止頻率7 5 k h z ，滾降系數(shù)0 6 。輸入數(shù)據(jù)速率r b = 1 9 2 k b p s 。 圖2 2 0 已調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圖( 升余弦加h a m m i n g 窗預(yù)調(diào)濾波) 圖2 2 1 已調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圖( 升余弦加矩形窗預(yù)調(diào)濾波) 皇王型墊奎蘭堡主絲苧一 圖2 2 2已調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圈( 升余弦加b l a c k m a n 窗預(yù)調(diào)濾波) 由圖2 2 0 、圖2 2 1 、圖2 2 2 比較看出，b l a c k m a n 窗未滿足功率 譜模板要求，因此不予考慮。加h a m m i n g 窗和加矩形窗的功率譜均符合功 率譜模板要求，其中加矩形窗的帶寬壓縮效果更好。但是在眼圖比較中， 加h a m m i n g 窗的眼圈張開度更大，跡線更細(xì)，說(shuō)明產(chǎn)生的碼間干擾更小。 在兩者都滿足帶寬要求的情況優(yōu)先考慮碼問(wèn)干擾較小的一個(gè)，因此決定選 擇h a m m i n g 窗。觀察圖2 2 0 可以看到，升余弦濾波器對(duì)調(diào)制帶寬的壓縮 效果與高斯低通濾波器近似，但是從眼圖可以看出，升余弦濾波器輸出信 號(hào)的噪聲容限比高斯濾波器輸出信號(hào)大，而且其極細(xì)的軌跡線表明信號(hào)幾 乎沒(méi)有什么畸變。可以預(yù)見，使用升余弦濾波器作為預(yù)調(diào)濾波器的系統(tǒng)誤 碼性能應(yīng)該比使用高斯低通濾波器的系統(tǒng)好。 下面給出最佳f i r 濾波器作為預(yù)調(diào)濾波器的情況。濾波器階數(shù)4 0 ， f p = t k h z ，f 。= 1 4 k h z ，占。= 3 d b ，以= 一4 0 d b 。如圖2 2 3 所示，它對(duì)調(diào)制 帶寬的壓縮雖稍遜于高斯濾波器和升余弦濾波器，但已滿足模板規(guī)定。輸 出眼圖的噪聲容限好于高斯濾波器而略小于升余弦濾波器。濾波器輸出信 號(hào)的畸變也較小。 圖2 2 3 己調(diào)信號(hào)功率譜及濾波器輸出眼圖( 最佳f i r 濾波器預(yù)調(diào)濾波) 2 1 皇王型堇奎蘭堡主墮塞 一 以上給出的四種濾波器都取到了滿足調(diào)制帶寬和帶外輻射要求的參 數(shù)。如果進(jìn)一步調(diào)整濾波器的參數(shù)，