Таблица 5.3 Выигрыш по полосе при М позиционной модуляции
М |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
512 |
Kпш |
0 |
3,01 |
4,77 |
6,02 |
7,0 |
7,78 |
8,45 |
9,03 |
9,54 |
Используя данные таблиц 5.1 – 5.3 можно определить энергетический выигрыш (проигрыш) М позиционных методов модуляции друг относительно друга.
Зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал-шум, рассчитанные по (5.23, 5.24) для М-ФМ приведены в таблице 5.4 и на рисунке 5.5, а рассчитанные по (5.16, 5.17) для М-КАМ приведены в таблице 5.5 и на рисунке 5.6.
Таблица 5.4 Зависимость pош |
от отношения сигнал/шум при М-ФМ |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
||
pош |
2 |
|
4 |
|
|
|
8 |
|
16 |
32 |
|||
10-4 |
|
8,32 |
|
11,32 |
|
|
16,39 |
|
22,1 |
27,92 |
|||
10-5 |
|
9,54 |
|
12,54 |
|
|
17,66 |
|
23,3 |
29,25 |
|||
10-6 |
|
10,5 |
|
13,5 |
|
|
18,5 |
|
24,27 |
30,1 |
|||
10-7 |
|
11,28 |
|
14,28 |
|
|
19,28 |
|
25,05 |
30,9 |
|||
10-8 |
|
11,94 |
|
14,94 |
|
|
19,94 |
|
25,71 |
31,54 |
|||
10-9 |
|
12,51 |
|
15,51 |
|
|
20,51 |
|
26,28 |
32,11 |
|||
Таблица 5.5 Зависимость pош |
от отношения сигнал/шум при М-КАМ |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
||
pош |
|
16 |
32 |
|
64 |
|
128 |
|
256 |
|
512 |
||
10-4 |
|
18,15 |
21,84 |
|
24,39 |
|
27,95 |
30,45 |
|
34,0 |
|||
10-5 |
|
19,4 |
23,09 |
|
25,64 |
|
29,2 |
31,53 |
|
35,24 |
|||
10-6 |
|
20,36 |
24,01 |
|
26,6 |
|
30,16 |
32,66 |
|
36,2 |
|||
10-7 |
|
21,19 |
24,88 |
|
27,43 |
|
31,0 |
33,49 |
|
37,03 |
|||
10-8 |
|
21,87 |
25,56 |
|
28,11 |
|
31,67 |
34,17 |
|
37,71 |
|||
10-9 |
|
22,44 |
26,13 |
|
28,68 |
|
32,24 |
34,14 |
|
38,28 |
|||
Из таблиц 5.4 и 5.5 видно также, что при М-ФМ увеличение кратности модуляции в два раза приводит к проигрышу в отношении сигнал-шум примерно на 5,5 дБ, в то время как при М-КАМ этот проигрыш составляет только порядка 3,5 дБ.
Для получения графика зависимости вероятности ошибки от отношения Eb
N0 из таблиц 5.4, 5.5 и рисунков 5.5, 5.6 достаточно учесть выигрыш по
полосе Kпш (5.27) при М позиционной модуляции.
161
PB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
M=2 |
|
M=4 |
|
M=8 |
|
|
M=16 |
|
M=32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
10 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 Pc Pш , дБ |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
|
Рис. 5.7 Зависимость вероятности ошибки PB от отношения |
Pc |
Pш |
для M-PSK |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
162 |
|
|
|
|
|
|
PB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M=256 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
M=16 |
M=32 M=64 |
M=128 |
|
M=512 |
|
||||||
10 4 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 Pc Pш , дБ |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
|
34 |
36 |
|
Рис. 5.7 Зависимость вероятности ошибки PB от отношения |
Pc |
Pш |
для M-QAM |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
163 |
|
|
|
|
|
|
|
Например, для 4-ФМ вероятность ошибки pош 10 4 получается при
отношении сигнал-шум P P 11,32 дБ. Эта же |
вероятность ошибки |
||||
с ш |
|
|
|
|
|
получается при отношении энергии на бит к спектральной мощности шума |
|||||
|
Eb |
|
Pc |
КПШ 8,31дБ. |
(5.28) |
|
No |
|
|||
|
|
Pш |
|
||
По приведенной выше методике был произведен перерасчет и получены значения вероятности ошибки от отношения энергии бита к спектральной плотности мощности шума Eb
N0 . Результаты расчетов для М-ОФМ и М-КАМ
приведены в таблицах 5.6 и 5.7.
Таблица 5.6 Зависимость pош |
от отношения Eb |
N0 при М-ФМ |
|
|||||
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
pош |
2 |
4 |
|
8 |
|
16 |
|
32 |
10-4 |
8,32 |
8,32 |
|
11,62 |
|
16,08 |
|
20,92 |
10-5 |
9,54 |
9,54 |
|
12,89 |
|
17,28 |
|
22,25 |
10-6 |
10,5 |
10,5 |
|
13,73 |
|
18,25 |
|
23,1 |
10-7 |
11,28 |
11,28 |
|
14,51 |
|
19,03 |
|
23,9 |
10-8 |
11,94 |
11,94 |
|
15,17 |
|
19,69 |
|
24,54 |
10-9 |
12,51 |
12,51 |
|
15,74 |
|
20,26 |
|
25,11 |
Таблица 5.7 Зависимость pош |
от отношения Eb |
N0 при М-КАМ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
pош |
16 |
32 |
|
64 |
|
128 |
|
256 |
|
512 |
10-4 |
12,13 |
14,84 |
|
16,61 |
|
19,5 |
|
21,42 |
|
24,46 |
10-5 |
13,38 |
16,09 |
|
17,86 |
|
20,75 |
|
22,5 |
|
25,7 |
10-6 |
14,34 |
17,01 |
|
18,82 |
|
21,71 |
|
23,63 |
|
26,66 |
10-7 |
15,17 |
17,88 |
|
19,65 |
|
22,55 |
|
24,46 |
|
27,49 |
10-8 |
15,85 |
18,56 |
|
20,33 |
|
23,22 |
|
25,14 |
|
28,17 |
10-9 |
16,42 |
19,13 |
|
20,9 |
|
23,79 |
|
26,11 |
|
28,74 |
Зависимости вероятности ошибки от Eb
N0 для М-ОФМ (M-PSK) и М-
КАМ (M-QAM), полученные на модели системы радиосвязи в Matlab , приведены на рис.5.7 и 5.8.
164
Рис. 5.7 Зависимость вероятности ошибки (BER) от отношения Eb
N0 для
M-PSK
Рис. 5.8 Зависимость вероятности ошибки (BER) от отношения Eb
N0 для
M-QAM
165