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信噪比 SN 载噪比 CN 与 EbN0之全方位区别.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:2874073 上传时间:2018-09-29 格式:DOC 页数:3 大小:104.37KB
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资源描述

1、信噪比 S/N 、载噪比 C/N 与 Eb/N0 之全方位区别:首先明确几个符号的意义 :S:信号的平均功率 N: 噪声的平均功率Eb: 每 bit 信号能量 N0:噪声的功率谱密度Es:信号(符号)的能量 Rb:传信率(每秒传输的 bit 数)W: 信号带宽 T: 符号周期Ts: 采样点间隔 k: 每个符号包含的 bit 数SNR 与 S/N: SNR 为 S/N 的 dB 形式,即 SNR=10lg(S/N) .信噪比( S/N )是指传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比S/N 与 Eb/N0 和 Es/N0:S=Eb*Rb , N=N0*W S/N=(Eb/N0)*(Rb/W) R

2、b=k/T, 单位为 bit/s,Rb/W 表示频谱效率,上式可以看出 S/N 与 Eb/N0是一个线性的关系,仿真时候可以当成一个参数看待,它们的 dB 形式一般用SNR 和 ebno 表示。Es=Eb*k , Rb=k/T 对于复信号:Es/N0=(S/R)*(T/Ts) T/Ts 就是每个符号有多少采样对于实信号:Es/N0=0.5*(S/R)*(T/Ts) 此处复信号与实信号差一个系数的原因是复信号的功率谱密度为单边,实信号的功率谱密度为双边,所以在相同功率的前提下复信号的带宽减半,它的功率谱密度为双边功率谱密度的二倍。SNR,ebno 和 esno:我们在仿真过程中往往更多用到的是

3、dB 形式的信噪比,下面继续明确几个概念Eb/N0:比特信噪比,它的 dB 形式为 ebno ,即 ebno=10lgEb/N0Es/N0:符号信噪比,它的 dB 形式为 esno ,即 esno=10lgEs/N0 由 Es=Eb*k 可知 Es/N0=k*Eb/N0 ,则有 esno=ebno+10lg(k)最后我们有:ebno=SNR-10lg(Rb/W) ;esno=SNR-10lg(1/T*W);下面给出一个计算 Eb/N0 和 SNR 的简列:本人所用到的仿真信号为超宽带信号,发送的是一系列经过调制的窄脉冲,考虑一个最简单的情况,发送的符号内只有 1bit 信息,脉冲的持续时间为

4、T=0.5ns,采样频率为 1/Ts=20GHz,此时由于 k=1, 有Es/N0=Eb/N0=S/N*(0.5*(10-9) *(20*(109) ) =10*S/N .esno=ebno=SNR-10lg1/(0.5*(10-9) *(20*(109) ) =SNR+10 .Eb 的单位是 J,定义是接收端的平均比特能量,N0 的单位是 W/Hz(J),也是在接收端定义的平均功率谱密度。S 和 N 的单位是 W。简单的换算,是(Eb/N0)=(S/N)/f,其中 f 是系统的频谱效率(Gp=WPR 处理增益的倒数),这个值是与编码、调制方式有关的,比如 1/2 的编码,16QAM,f=1/

5、2*4=2(bits/symbol)。信息论中的定义(Eb/N0)=(S/N)/(R/W),这与上面是一样的。首先,必须弄清单位!按照信息论中对 Eb 的定义,应该和信号的调制方式无关。Eb=S/C,其中C 为信道容量。这样若设 r 为信噪比,则由信道容量的定义有 Eb/No=r/log(1+r)。这里是认为 C=log(1+r)推出来的。信噪比( S/N )是指传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比。载噪比(C/N )指已经调制的信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比。它们通常都以对数的方式来计算,单位为 dB。信噪比与载噪比区别在于,载噪比中已调信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波

6、的功率,而信噪比中仅包括传输信号的功率,两者之间相差一个载波功率。当然载波功率与传输信号功率相比通常都是很小的,因而载噪比与信噪比在数值上十分接近。对抑制载波的调制方式来说,两者的值相等。信噪比和载噪比可以在接收端直接通过测量得到。在调制传输系统中,一般采用载噪比指标;而在基带传输系统中,一般采用信噪比指标。实际数字通信系统的可靠性性能常以一个载噪比对误码率的关系曲线来描述的,曲线的横坐标为 C/N,纵坐标为 BER。、抑制载波的调制方式Eb 表示信道内单位比特码的功率,N0 代表噪声谱密度,Eb/N0 实际上就是一种信噪比,因为通常讲的 SNR 是信号和噪声功率的比值,是单位时间内的信号和噪

7、声能量的比值,但是在通信中计算单位时间内的 SNR 是相对笼统的,Eb/NO 取单位比特码的 SNR 就比较科学,和一般的信噪比一样,用它来表征无线信道的质量是理所当然的。Eb/N0 SNR 之间的关系在仿真中信号能量绝对是非常非常重要的问题,但是一直有扰于一些概念没有理清楚,现在理一理。SNR 信噪比,信号平均能量与噪声平均能量的比值,将噪声能量设置为 1,信号能量可以由信噪比和噪声能量求得,S=10(SNR/10)*N。传信率为 Rb(比特/秒),带宽 W(赫兹),S/N=Eb*Rb/N0*W=(Eb/N0)*(Rb/W),Rb/W 就是频谱效率,所以在这 SNR 与 Eb/N0 就是一个

8、线性的关系,仿真时可以将 Eb/N0 与 S/N 统一看待,然后将 S/N 用 db 形式的 SNR 反映出来。由于严格意义上讲 E 是信号能量,而不是信号功率,所以信号能量与时间长度还有关系,一个符号的时间长度是一个比特时间长度的 log2(M)的关系,即Es/N0=log2(M)*Eb/N0.所以如果信号能量加在比特上用 Eb/N0 的形式转化,如果能量加在符号级上,就按照 Es/N0 的形式转化。Eb/N0 Ec/N0 Es/N0(一)比特信噪比 Eb/ N0:Eb 是比特能量, (一般来说,一个 Bit 是有很 N个 chip 组成的,所以它的能量NEc);(二)Ec/ N0:Ec 是指一个 chip 的平均能量;(三)符号信噪比 Es/ N0:Es 是符号能量;Es/N0=log2(M)*Eb/N0。Es/N0=SNRTsym/Tsample,其中 Tsym 表示符号时间,Tsample 表示采样点间隔。

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