功放非线性对tcm-8psk的性能影响研究

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1、第28卷第7期通　信　学　报Vol.28No.72007年7月JournalonCommunicationsJuly2007功放非线性对TCM-8PSK的性能影响研究李爱红1,肖山竹1,李晶1,2,张尔扬1（1.国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073;2.西安卫星测控中心，陕西西安710043）摘　要：从理论上推导了高功率放大器非线性对TCM-8PSK信号误码率性能影响，运用Matlab中的动态仿真工具Simulink仿真验证了推导结果。提出了基于LMS的均衡算法，并给出了仿真结果。推导及仿真结果表明：LMS均衡算法能有效地改善非线性失真，保证了TCM

2、-8PSK在非线性条件下的编码增益。关键词：TCM;高功率放大器;非线性;LMS中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：1000-436X(2007)07-0129-06PerformancestudyofTCM-8PSKfornonlinearofhighpoweramplifierLIAi-hong1,XIAOShan-zhu1,LIJing1,2,ZHANGEr-yang1(1.CollegeofElectronicScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha41

3、0073,China;2.Xi’anSatelliteControlCentre,Xi’an710043,China)Abstract:TheperformanceoferrorprobabilityforTCM-8PSKwithnonlinearityofhighpoweramplifierwasderived,firstly.Then,thedynamicsimulationtool—SimulinkincludedinMatlabwasusedtosimulateandverifythederivationresult.Finally,theequalizat

4、ionalgorithmbasedonLMSwaspresentedandatthesametimetheperformancewassimulated.TheresultsofderivationandsimulationareshownthattheequalizationalgorithmreducestheeffectofnonlineardistortionandkeepsthegainofTCM-8PSKunderthenonlinearitycondition.Keywords:TCM；highpoweramplifier；nonlinearity；L

5、MS23第7期李爱红等：功放非线性对TCM-8PSK的性能影响研究·27·1　引言收稿日期:2006-07-07；修回日期:2007-03-27高功率放大器（HPA，highfoweramplifier）是卫星通信系统中必不可少的一个器件，且其具有一定固有的非线性特性。HPA的放大效率与它的非线性是一对相互矛盾的关系，高效率带来的非线性会导致信号失真、星座图发生变形和发散，从而导致误码率增大，使整个系统通信性能下降。格状调制编码即TCM(trelliscodedmodulation)是Ungerboeck于1982年提出的一种新的编码方案[1]。TCM技术突破了传统

6、的调制与编码相互独立的模式，将二者作为一个整体来考虑。编码器实质是对信号点编码，引入的冗余是信号冗余而不是比特冗余，而编码器的目的则是使自由距离最大而不是使汉明距离最大。TCM技术能在不增加系统带宽的前提下，获得3～6dB编码增益。本文将针对再生式卫星通信系统返向信道的基带模型，推导高功率放大器的非线性对TCM-8PSK信号的误码率性能的影响；提出改善由高功率放大器非线性引起的信号失真的均衡算法。2　再生式卫星通信返向信道基带模型再生式卫星通信系统把接收的上行链路信号进行解调，并进行相应的基带处理，从而限制了噪声、码间干扰和相邻信道干扰的积累，在相同的功率下比透明转

7、发式卫星系统具有更好的误码第7期李爱红等：功放非线性对TCM-8PSK的性能影响研究·27·率性能。为了评价系统的性能，通常对其基带系统进行分析和模拟，假设地面接收机能够进行理想的相干解调且信道中只存在加性高斯白噪声，则发射和接收的基带等效模型可表示为如图1所示。图1　卫星通信返向信道等效基带模型由于星上高功率放大器（行波管放大器，TWTA）一般工作在饱和区，具有很强的非线性，该器件将引起幅度(AM/AM)和相位(AM/PM)非线性失真。在图1所示基带模型中，假设TWTA输入信号表示为（1）则其输出信号将为（2）其中，A[rk]表示AM/AM，F[rk]表示AM