非线性功放对数字调制信号的影响研究

2．3 邻道信号
邻道信号工作在相邻的载波上，使用同样的功放和调制方式，即非线性功放的带外干扰一致。

3 仿真结果及分析
3．1 对信号频谱的影响
增大功放输入的驱动电平，使功放工作在饱和区域，经过非线性放大后，BPSK和MSK信号的功率谱都发生了明显的扩展和畸变，如图4所示，调制信号经过功放后，功率放大了约10 dB，导致了严重的频谱再生，在±50 MHz处，旁瓣抑制从约50 dB减小到约35 dB，增加了对相邻信道的干扰。

3．2 对星座图的影响
星座图被用来分析信号调制域特性，经过功放饱和区域放大后，产生信道带内的杂散信号，造成连续的噪声干扰来源，信号中附带的噪声所产生的失真会在星座图上形成明显的云般的形状，形状的大小代表带内相干干扰幅度的强弱，如图5所示，经过功放饱和区域放大后，对BPSK和MSK调制信号，都有一定的影响，但对非恒包络调制的BPSK信号影响更大。
3．3 对误码性能影响
图6给出了BPSK和MSK的理论误码率曲线“+”(BPSK和MSK的理论误码性能一致)，经过功放线性区域放大后的误码率曲线BPSKo和MSK “·”，经过功放饱和区域放大后的误码率曲线BPSK“*”和MSK“”。由图6所示，BPSK和MSK信号经过功放线性区域放大后，性能有大约1 dB的下降，说明功放的线性区域也只是一种近似线性，带内也有杂散和失真，造成了误码性能恶化。BPSK和MSK信号经过功放饱和区域放大后，MSK的性能几乎不再下降，而BPSK性能又下降了约1 dB，说明功放饱和区域放大对恒包络的MSK性能几乎无影响，而会对非恒包络的BPSK有影响，这也印证了图5中，功放饱和区域放大对非恒包络调制的BPSK信号星座图影响更大。

3．4 邻道环境下误码性能影响
仿真了在不同带宽效率Rb／W’下，功放分别工作在线性和饱和区域下，对恒包络和非恒包络系统误码率的影响。

图7是在有邻道干扰，信道间隔75 MHz，Rb／W’为0．67的仿真曲线。图中给出了BPSK和MSK的理论误码率曲线“+”，经过功放线性区域放大后的误码率曲线BPSKo和MSK“·”，经过功放饱和区域放大后的误码率曲线BPSK“*”和MSK“”。对比图7和图6，误码性能相当，说明当信道间隔较大时，经过功放放大后调制信号的再生频谱，在相邻信道的干扰很小，这也可以从图4的信号频谱看出，在经过功放饱和区域放大后输出频谱的75 MHz处，功率谱密度已经衰减了约45 dB。

随着带宽效率Rb／W’的提高，其邻道干扰加剧，图8是信道间隔45 MHz，Rb／W’为1．11的误码率仿真曲线。对于恒包络调制MSK信号，经过功放线性区域放大后，误码性能下降了约4 dB，提高功放驱动电平，使功放达到饱和区域后，其误码性能基本没有恶化。非恒包络的BPSK信号，经过功放线性区域放大后，误码性能恶化严重，在误码率为10-6时，性能恶化了约10 dB，说明在信道间隔45 MHz时，邻道干扰已经很严重，提高功放驱动电平，功放达到饱和区域后，误码性能进一步恶化约4 dB。

4 结语
本文通过建立功放模型，选择恒包络MSK调制和非恒包络BPSK调制，针对功放工作在线性和饱和的不同区域，不同的带宽效率，进行了仿真，结果表明，功放会恶化MSK和BPSK的误码性能，在功放饱和情况下，非恒包络的BPSK性能会进一步降低，而MSK性能下降不明显。随着信道间隔的减小，邻道干扰的增加，MSK和BPSK的误码性能降低，在功放饱和的情况下，MSK性能进一步下降趋势不明显，而BPSK性能恶化严重。
在实际通信工程中，为了提高功放效率和带宽效率，功放一般工作在饱和状态，信道间隔较小，此时选用恒包络调制方式有一定的优势。此外，可针对具体功放参数，运用本文的仿真分析方法，为系统调制方案选择、误码率性能分析提供有力的指导。