在做射頻通信的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到用到幾個(gè)名詞,信噪比,解調(diào)信噪比,0.5%的誤碼率的解調(diào)信噪比是多少。
到底什么是信噪比SNR,什么是EB/N0,什么又是BER,相信很多人看到這三個(gè)難兄難弟都很頭大,傻傻分不清楚。本文講講他們之間的關(guān)系是什么。
什么是信噪比SNR。
SNR即Signal-to-Noise Ratio,是信號(hào)功率與噪聲功率的比值。
SNR是一個(gè)關(guān)鍵的性能指標(biāo),用于衡量信號(hào)質(zhì)量的好壞。信噪比越高,信號(hào)質(zhì)量越好,信息傳輸?shù)目煽啃栽礁?。這是一個(gè)通用量,發(fā)射和接收都用它來(lái)標(biāo)量系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量,可以通過(guò)頻譜儀等儀器直接實(shí)際測(cè)量。
SNR=10lg(S/N)
S指信號(hào),N是噪聲。
SNR對(duì)射頻工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的指標(biāo),它可以標(biāo)定我們射頻模塊或者系統(tǒng)的失真量
比如說(shuō)星座圖,星座圖的失真量是可以換算成SNR
在前面的文章也講過(guò)
EVM≈1/SNR
什么是EB/N0
Eb/N0:Ratio of bit energy to noise power spectral density,每個(gè)二進(jìn)制bit能量與噪聲功率譜密度的比值.這個(gè)參數(shù)主要用于衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的性能.
從上述定義看,兩個(gè)都是衡量信號(hào)功率和噪聲功率的比值,SNR不區(qū)分信號(hào)類(lèi)別,模擬數(shù)字都可。Eb/N0特指數(shù)字的信噪比。
從計(jì)算上有什么不同?
Eb:一個(gè)比特的平均能量,N0:噪聲功率譜密度。那么信號(hào)速率為RBbps/s的信號(hào)能量就為Eb*Rb,Rb所占的信號(hào)帶寬是B
SNR=(Eb/N0)*(Rb/B)
取對(duì)數(shù)就是SNR=Eb/N0+Rb/B
Rb和B之間的關(guān)系是編碼效率的關(guān)系,拿升余弦濾波器來(lái)說(shuō),滾降系數(shù)為α
B=Rb*(1+α)
SNR=Eb/N0-10log(1+α)
這里計(jì)算SNR是指簡(jiǎn)單的單載波調(diào)制,對(duì)于擴(kuò)頻,OFDM計(jì)算需要根據(jù)情況計(jì)算。
對(duì)于接收機(jī)的靈敏度計(jì)算公式來(lái)說(shuō),
F=-174dBm/Hz+NF+10log(BW)+解調(diào)信噪比,這里的解調(diào)信噪比,對(duì)于模擬調(diào)制就是SNR,也就是常聽(tīng)得到的信納德。對(duì)與數(shù)字調(diào)制這里就是Eb/N0。
也就是說(shuō),對(duì)于數(shù)字調(diào)制來(lái)說(shuō)SNR并不等于Eb/N0。
那么Eb/N0怎么確定?
這里就要提到BER,BER誤碼率 (BER: Bit Error Rate),誤碼率是衡量一段時(shí)間內(nèi)信息有沒(méi)有錯(cuò)誤的單位。BER通常不是單個(gè)出現(xiàn)的,它的出現(xiàn)一般都伴隨著Eb/N0。
通常我們?cè)谡f(shuō)一個(gè)靈敏度的時(shí)候都對(duì)應(yīng)著一個(gè)指標(biāo),-116dBm@BER≤0.5%這樣。
也就是靈敏度并不是要求完全沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下的指標(biāo),而是一個(gè)能容忍多少誤碼情況下的指標(biāo),即此時(shí)對(duì)應(yīng)的Eb/N0。
從上面的仿真圖也可以看出,不同的BER對(duì)應(yīng)著不同的Eb/N0。
以前也有朋友問(wèn)我,接收機(jī)的靈敏度的解調(diào)信噪比怎么計(jì)算和確定,解調(diào)信噪比的確定最終是與BER的指標(biāo)對(duì)應(yīng)。
誤碼率與Eb/N0的關(guān)系如下,pB指誤碼率,M指調(diào)制階數(shù),n是比特?cái)?shù)
█?最后的話(huà)
射頻的學(xué)習(xí)不再是孤立的器件調(diào)試,而是從整體的角度去理解系統(tǒng),理解器件,理解指標(biāo)。射頻收發(fā)系統(tǒng)的指標(biāo)設(shè)計(jì)與分解已經(jīng)快200人加入了,如果你也想提升射頻能力,系統(tǒng)的學(xué)習(xí)射頻,學(xué)習(xí)射頻通信,課程介紹戳鏈接??,除了課程視頻,還有課件PPT,一群一起學(xué)習(xí)的人,遇到問(wèn)題解決不了,需要咨詢(xún),可以和群友一起討論,也可以咨詢(xún)我。
相信能幫助你走的更快、更穩(wěn)、更遠(yuǎn)!
感興趣掃碼咨詢(xún)。