乘性噪声的分析与综合仿真

讨论时钟抖动与相位噪声的关系，并通过仿真来展示相位噪声对于链路性能的影响。

文章目录

• 前言
• 一、时钟抖动与相位噪声
• 二、相位噪声影响
  • 1.原始大小双音信号
  • 2.添加相位噪声后
• 总结

---

前言

讨论时钟抖动与相位噪声的关系，并通过仿真来展示相位噪声对于链路性能的影响。

---

一、时钟抖动与相位噪声

无线链路所引入的乘性噪声主要是抖动（Jitter，时域，单位飞秒），系统整体抖动是链路各级时钟及器件抖动以及转换器孔径抖动的叠加，在采样前衡量抖动性能通常采用相位噪声（Phase Noise，频域，单位dBc/Hz）这一等效的指标。

抖动是个时域指标，单位采用飞秒fs；相位噪声是个频域指标，单位采用特定频偏1Hz的相对能量dBc/Hz。通过对一定频率范围内进行能量积分，能够由相位噪声得到抖动，具体的理论分析和计算方法可参考文献。

具有如下指标相位噪声的400MHz载波，其单边带相位噪声曲线如图1所示。通过积分得到的时钟抖动为3083.4fs。

[-92 -101 -103 -112 -126 -155 -157 -158]dBc/Hz

@[1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 40MHz 95MHz 100MHz];

图1 400MHz载波的单边带相位噪声

二、相位噪声影响

1.原始大小双音信号

进一步通过程序产生400MHz和410MHz两个大小信号，幅度分别为1V和0.001V，采样速率1.024GHz，采样深度2048，信噪比80dB。得到图2所示。注意此时噪底在-110dBc附近，为500kHz频率仓内积分热噪声，大小信号功率差60dB。

图2 未调制相位噪声的双音信号

2.添加相位噪声后

前述相位噪声调制到大小信号，得到图3所示的含相位噪声的大小信号，噪底抬高到了-100dBc附近，大小信号中较小的信号不太容易分辨出来。如果大小信号间隔再远些，小信号是能够完全分辨出的。

图3 包含相位噪声的双音信号

---

总结

上面仿真讨论了乘性噪声因素对多信号接收的影响，实际链路中涉及到的因素和相关问题很多，比如抖动对通信EVM的影响，通过自动增益控制（AGC）来优化链路状态以及信号处理量化所引入的杂散成为更主要的限制瓶颈。虽然这些问题评估和处理方法各有不同，但乘性噪声仿真所采用的主要算法模块依然能够用于对类似问题的综合评估。