類(lèi)似信噪比及其在設計中的應用
圖3顯示在接收系統中的A、B、C處對Tlocal和Pr/N0進(jìn)行三次測量,參數中的上標A、B、C表示測量分別是在這些不同位置點(diǎn)進(jìn)行的。
SNR測量通常采用如下步驟:
?對通信系統施加一個(gè)信息信號,并在接收天線(xiàn)的輸出上測量接收到的波形功率,接收波形的功率與信噪之和的功率成正比。
?濾除信號,只測量接收到的噪聲功率。最后一步是從第一次測量的結果中減去噪聲功率,計算得到信號功率與噪聲功率之比,即SNR。
接收電路的解調/檢測功能可分解為兩個(gè)步驟。
第一步,在每個(gè)符號持續期間,相關(guān)器或匹配濾波器恢復出一個(gè)表示數字符號的基帶脈沖,然后進(jìn)行采樣。采樣器的輸出(C點(diǎn)),即預檢波點(diǎn),產(chǎn)生一個(gè)測試統計量,它包含接收符號和噪聲兩個(gè)分量。測試統計量的電壓值與符號和噪聲中的能量成正比,因而包含了SNR的基本度量信息。
第二步,對該符號的離散意義做出判決(檢測),其結果是一個(gè)信息位(用于二進(jìn)制調制的數字位)。檢測的精度是預檢波SNR的函數。在數字接收系統中,預檢波點(diǎn)是所有錯誤性能分析關(guān)注的重要位置。位誤碼概率PB是Eb/N0的函數,得出這個(gè)函數是檢測器功能塊的一個(gè)重要作用,采樣中信號的能量越多(相對N0而言),誤差性能就越好。
因此,關(guān)于Eb/N0的位置,簡(jiǎn)潔的答案就是將它定義在預檢波點(diǎn)處。但是問(wèn)題在于答案過(guò)于簡(jiǎn)單,因為它不能反映在規定這些SNR時(shí)通常使用的模型。此外還應該注意,Eb/N0被定義在尚無(wú)任何信息位之處。檢測過(guò)程結束之后,才會(huì )出現信息位?;蛟SEb/N0更恰當的名稱(chēng)應該是每個(gè)有效位相對于N0的能量。
結語(yǔ)
在數字通信發(fā)展的早期,Pr/N0的測量直接在圖3中的C點(diǎn)處進(jìn)行,或者在接收天線(xiàn)的輸出A點(diǎn)處進(jìn)行,然后再考慮由損耗線(xiàn)和接收電路導致的SNR惡化,將其換算到預檢波點(diǎn)。其中R為數據傳輸速率,單位為位/秒。
開(kāi)始用接收的預檢波SNR來(lái)描述通信系統后,人們很快就認識到除C點(diǎn)之外,可用的Pr/N0系統模型也將允許同一預檢波SNR在接收天線(xiàn)輸出(或接收系統中的任何參考點(diǎn))處進(jìn)行表述。在教科書(shū)上,Pr/N0和Eb/N0常常表述在接收天線(xiàn)的輸出點(diǎn)處。這可能容易使人混淆,因為人們將認為可以直接將接收天線(xiàn)輸出點(diǎn)的簡(jiǎn)單測量結果作為系統SNR直接用于鏈路預算分析的準備工作,而這是不正確的。系統SNR或Pr/N0只能在預檢波點(diǎn)這個(gè)位置直接測量,但可以在接收電路中的其它位置進(jìn)行模擬。 Eb/N0是在C點(diǎn),即圖3中的預檢波點(diǎn)定義的。那么在模擬環(huán)境下,接收系統中的Eb/N0又應該以何處為參考點(diǎn)定位可以從在接收系統中任意點(diǎn)表述的系統SNR得到同一個(gè)Eb/N0值。在接收系統中用一個(gè)模型來(lái)規定SNR時(shí),接收天線(xiàn)的輸出點(diǎn)是最常用作參考點(diǎn)的位置。
通過(guò)上述分析,我們總結了在一個(gè)接收系統中,怎樣建立或規定Eb/N0和其它類(lèi)似SNR值的正確參考點(diǎn)。假設已經(jīng)有了一個(gè)精確的模型,我們認為任何位置都可作為允許的參考點(diǎn)。不過(guò),在接收電路規范的發(fā)展過(guò)程中,接收天線(xiàn)的輸出點(diǎn)是這些SNR模型中最常使用的參考點(diǎn)。
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