本振相位噪声对载波抑制通信系统的影响分析
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本振相位噪声对载波抑制通信系统的影响分析
作者：习强
来源：《电子技术与软件工程》2013年第22期
摘 要 第三代移动通信体制迅猛发展，本振作为通信系统中的关键部件，其性能好坏直接影响系统的指标。本文分析了在通信系统设计过程中频率源的相位噪声对载波环路的影响。
【关键词】无抑制载波 本振 相位噪声 通信系统
抑制载波调制（BPSK 、QPSK 、MSK 等）体制越来越受到重视，与传统的调频体制相比，抑制载波调相系统可更有效地利用发射带宽，降低发射功率，具有信号包络稳定、抗噪声性能好、技术实现简单、成本低等优点。尤其与伪码扩频技术相结合，可以提高系统的抗干扰能力及隐蔽性，并可实现码分多址。
1 载波恢复环的相位误差
在抑制载波通信系统地面设备中，最关键的电路之一就是载波恢复环路，它需要在给定的输入信噪比之下和规定的最长时间内可靠地截获载波，且后续失锁概率需要非常小。失锁和再捕获所占用的时间将会造成数据丢失。例如对于码率为1Mbps 的系统来说，一秒的中断将造成106个比特的丢失，对总误码率影响很大。
可以接受的失锁概率是系统比特率、要求的误码率和再锁定时间的函数。对一个要求误码率为10-5的典型系统而言，可接受的失锁概率为1×10-12。
对一般相位检波器来说，在有关的偏移频段上积分的相位误差达p/2时，环路将失锁。在失锁概率要求为1×10-12的情况下，相位误差的长期根均方值sj 必须不超过0.15rad （8.6°），sj2不超过0.0225rad2。
影响环路相位误差的因素主要有三个方面：1. 由接收机噪声温度引起的白噪声；2. 发射机及接收机本振的相位噪声，各个本振的相噪贡献是相加的；3. 环路中VCO 的相位噪声。 设载波恢复环路输入白噪声功率谱密度为N0，输入信号功率为C ； 输入信号单边带相位噪声为 Si（f ）， 其中包括发射机及接收机所有本振的相位噪声的总和。当接收机本振比发射机本振相位噪声低20dB 以上时，可不考虑接收机本振相位噪声的影响；环路中VCO 的单边带相位噪声为 Sv（f ）；环路传递函数为H （j2p¦），根据锁相环理论，环路剩余相位误差的均方值为：
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