图3.4 QPSK调制星座图
3.3.2.2 正交幅度调制(QAM)
正交幅度调制(QAM)是要改变载波的幅度和相位,因为它是ASK和PSK的组合。式(3.6)表示了称为IQ的QAM信号,是I和Q载波的调制。QAM还可以用式(4.12)来描述,表示在QAM中是如何结合幅度和相位调制的。
s(t)?Ikcos(wct)?Qksin(wct)?Akcos(wct??k) (3.6)
(3.7)
式(3.7)中的幅度和相位项可从式(3.8)和式(3.9)中计算得到。
Ak?Ik2?Qk2 (3.8)
?k?tan?1?
?Qk???Ik? (3.9)
如图3.5是16-QAM的星座调制图:
图3.5 16-QAM调制星座图
将QAM认为是在I和Q载波上的两个独立的ASK调制,就可以近似计算出QAM调制的符号差错率,如式(3.10):
Ps?4(1? 3.4 解调
?3Es1)Q?M??(M?1)N0???? (3.10)
由于在通信系统中存在噪声等干扰的影响,故信息在传输过程中会产生失真,解调接收就要求最大可能地减少误差。在这里解调的方法是,首先求出接收端信号值(复数形式表示)与星座图中各点的距离,接下来求出所有距离中的最小值,则将星座图中该点所对应的二进制作为解调的结果输出。与调制相对应,要除以归一化系数。
在接收端QPSK的接收星座图如图3.6。在很多的点靠近中心位置0,是在调制过程中补0的结果,判决时会舍去那些点。
图3.6 QPSK的接收星座图
3.5 基于链路同时使用发射接收分集的性能仿真
指数衰减信道下,以QPSK调制方式仿真,其它参数为默认值。从图3.7和3.8可以看出,对于整个链路而言,采用分集技术,带来的增益是相当大的。当BER为10时,链路增益约为10dB;当PER为3?10时,链路增益约为8dB。
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图3.7 分集的BER仿真 图3.8 分集的PER仿真
3.6 信道模型
本链路仿真使用的信道是IEEE 802.11a标准使用的指数信道模型 (Chayat, et al.,1997),又叫“Baseline信道模型”或者“指数延时瑞利衰落模型”。该信道模型反映了现实世界中的一种特殊情况,即反射体产生的多径长度依次递增。该模型多径延时分布如式(3.11)所示:
??P(?)?(1/?d)e?d (3.11)
由上式可知,rms延时扩展
?d完全表征了该模型的多径延时分布。对于指数模型,平均附加时延。
???d,
????d本链路假设对每一个发送包信道都是静态的,不同包对应的信道相互独立。信道冲击响应幅度服从瑞利分布,相位服从均匀分布,平均功率服从指数衰落。
3.7 信道估计
所谓信道估计,就是信道对输入信号影响的一种数学表示。通过信道估计算法,接收机可以得
到信道的冲激响应。信道估计的一个重要的好处在于它使得相关解调成为可能。因为相关解调需要知道信号的相位信息,与非相干解调相比,可以提高系统的整体性能,而信道估计技术使之成为可能。
LS(Least Square)估计法,就是以最小平方为目的的信道估计。LS信道估计器的性能不是很好,但是在保证一定误码率的情况下,其复杂度相对非常低。因此,运用相对较为广泛。
数字信号a在多径衰落信道h中传送,噪声视为理想加性高斯白噪声(AWGN),表示n。接收机的任务就是从接收信号y中检测出发送信息a。此外,检测器还需要信道矢量计算法得到。
接收到的信号y可以表示为:
h,这需要用信道估
?y?Mh?n (3.12)
其中,h为信道冲激响应,表示为:
h??h0...hn?T (3.13)
n为噪声抽样。在每一个数据包中,发射机都传送一个训练序列。训练序列表示为:
m??m0...mP?L?1?T (3.14)
P为参考长度,L为保护长度,m为双极性元素,mi???1,?1?。矩阵M可以表示为:
?mL................m0??m..............m?1?M??L?1?........................???m...........m?L?P?1P?1?
LS信道估计算法就是要使以下平方误差最小:
(3.15)
h?argminy?Mh??2 (3.16)
只考虑高斯白噪声,则上式可以表示为:
h?(M LS
HM)?1MHy (3.17)
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