34-5 载波同步误差对解调性能的影响

实验二 BPSK/BDPSK 数字传输系统综合实验一、 实验原理（一）BPSK 调制理论上二进制相移键控（BPSK ）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。

如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：)2cos(2)(c c bb f T E t S θπ+=其中 ⎩⎨⎧===11800000m m c θ （二）BPSK 解调接收的BPSK 信号可以表示成：)2cos(2)()(θπ+=c bb f T E t a t R 为了对接收信号中的数据进行正确的解调，这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，同时还要在正确时间点对信号进行判决。

这就是我们常说的载波恢复与位定时恢复。

１、载波恢复对二相调相信号中的载波恢复有很多的方法，最常用的有平方环法、判决反馈环。

在BPSK 解调器中，载波恢复的指标主要有：同步建立时间、保持时间、稳态相差、相位抖动等。

本地恢复载波信号的稳态相位误差对解调性能存在影响，对于BPSK 接收信号为：)2cos(2)()(θπ+=c bb f T E t a t R 而恢复的相干载波为)2cos(∆++θπc f ，经相乘器、低通滤波后输出的信号为：∆=cos 212)()('b b T E t a t a 若提取的相干载波与输入载波没有相位差，即Δ=0，则解调输出的信号为212)()('b b T E t a t a =；若存在相差Δ，则输出信号下降cos 2Δ倍，即输出信噪比下降cos 2Δ，其将影响信道的误码率性能，使误码增加。

对BPSK 而言，在存在载波恢复稳态相差时信道误码率为：]cos [210∆=N E erfc P b e 为了提高BPSK 的解调性能，一般尽可能地减小稳态相差，在实际中一般要求其小于50。

改善这方面的性能一般可通过提高路环路的开环增益、减少环路时延。

载波频率偏差误码率
载波频率偏差和误码率是通信系统中两个重要的参数，它们对系统性能有着重要影响。

首先，让我们来谈一下载波频率偏差。

载波频率偏差指的是实际的载波频率与其理论值之间的差异。

在数字通信系统中，载波频率偏差可能由于信号发射或接收设备的不精确性、环境温度变化等因素引起。

频率偏差会导致接收端信号解调出现错误，从而影响通信质量。

为了减小载波频率偏差，通常会采用频率校准技术或者采用更精确的时钟设备来提高系统性能。

其次，让我们来讨论一下误码率。

误码率是指在数字通信中，接收端收到的比特流中错误比特的比率。

误码率通常用来衡量数字通信系统的性能，它受到信道噪声、干扰、传输距离等多种因素的影响。

通常情况下，误码率越低，表示系统的性能越好。

为了降低误码率，可以采用编码技术、调制技术、信道编码等方法来提高系统的抗干扰能力。

综上所述，载波频率偏差和误码率都是影响通信系统性能的重要参数。

在设计和优化通信系统时，需要充分考虑这两个参数，并
采取相应的措施来提高系统的性能和可靠性。

希望这些信息能够帮助你更好地理解载波频率偏差和误码率在通信系统中的作用。

载波同步1．有辅助导频时的载频提取（1）锁相环的应用为了用相干接收法接收不包含载频分量的信号，在发送信号中加入一个或几个导频信号。

在接收端用锁相环将其从接收信号中滤出，用以辅助产生相干载频。

（2）锁相环的原理框图图13-1 锁相环原理方框图2．无辅助导频时的载波提取采用非线性变换的方法从信号中获取载频。

（1）平方环①原理框图图13-2 平方环原理方框图②原理分析（以2PSK信号模型为例）a．输入信号s(t)（13-1-1）式中：m(t)＝±1。

b．将式（13-1-1）平方，得s2(t)（13-1-2）c．由式（13-1-2）可知，接收信号中包含2倍载频的频率分量，将此2倍频分量用窄带滤波器滤出后再作二分频，即可得出所需载频。

③存在问题a．相位含糊产生原因：二分频器的输出电压有相差180°的两种可能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随机初始状态。

解决方法：发送端采用2DPSK体制。

b．错误锁定产生原因：平方后的接收电压中有可能存在其他的离散频率分量，致使锁相环锁定在错误的频率上。

解决方法：降低环路滤波器的带宽。

（2）科斯塔斯环（同相正交环法）①原理框图图13-3 科斯塔斯环法原理方框图②原理分析a．接收信号s(t)（式（13-1-1））送入二路相乘器，两相乘器输入的a点和b点的压控振荡电压分别为b．v a和v b分别和接收信号电压相乘，得到c点和d点的电压，经过低通滤波器，再通过相乘器，得g点的窄带滤波器输入电压，在（φ－θ）很小时，代入m(t)＝±1化简v g，得c．电压υg通过环路窄带低通滤波器，控制压控振荡器的振荡频率，这个电压控制压控振荡器的输出电压相位，使（φ－θ）尽可能地小，当φ＝0时，υg＝0。

压控振荡器的输出电压υa就是科斯塔斯环提取出的本地载波。

③特点a．同时兼有提取相干载波和相干解调的功能；b．两路低通滤波器的性能完全相同；c．科斯塔斯环法提取出的载频存在相位含糊性。

载波频率偏差什么是载波频率偏差载波频率偏差是无线通信中一个重要的参数，它表示实际载波频率与理想载波频率之间的差异。

无线通信系统中，信号是通过调制载波传输的，而载波频率偏差会导致信号传输的不准确性和性能降低。

因此，准确地衡量和控制载波频率偏差对于确保通信系统的稳定性和可靠性至关重要。

载波频率偏差的原因载波频率偏差的产生是由于传输链路中存在的多种因素导致的，主要包括以下几个方面：1. 环境因素环境因素是最主要的影响载波频率偏差的因素之一。

无线通信系统通常运行在复杂多变的环境中，如天气变化、电磁干扰等，这些因素会导致载波频率发生偏移。

2. 设备因素设备因素是产生载波频率偏差的重要原因之一。

无线通信设备的制造和使用过程中可能存在一些不规范的因素，如晶体振荡器的精度和稳定性不足、频率合成器的失调等，这些因素都可能导致载波频率发生偏差。

3. 信号传输因素信号传输过程中的干扰和衰减也会导致载波频率偏差。

无线信号在传输过程中会受到多径效应、多径干扰等因素的影响，这些因素都会引起信号的时延和频率偏移，从而影响载波频率的准确性。

载波频率偏差的影响载波频率偏差对无线通信系统的性能有着直接的影响，主要体现在以下几个方面：1. 通信质量下降载波频率偏差会导致信号的解调错误和误差增加，进而导致通信质量下降。

在通信系统中，信号是通过解调过程进行恢复的，如果载波频率偏差过大，解调过程会受到严重干扰，从而导致通信质量的下降。

2. 传输距离减小载波频率偏差会导致信号的时移和频移，从而使得通信信号的传输距离减小。

频率偏差越大，信号的传输距离减小的程度也越大。

这会给无线通信系统的覆盖范围和通信效果带来负面影响。

3. 通信系统容量降低载波频率偏差会导致通信系统的容量降低。

在无线通信系统中，频率资源是有限的，而频率偏差会占用一部分频率资源，从而导致系统容量减少。

载波频率偏差的测量和校准方法1. 频谱分析法频谱分析法是一种常用的测量载波频率偏差的方法。