对载噪比与信噪比换算中的两点质疑及试解

对载噪比与信噪比换算中的两点质疑及试解
对载噪比与信噪比换算中的两点质疑及试解

ad信噪比分析及高分辨率

在雷达、导航等军事领域中,由于信号带宽宽(有时可能高于10MHz),要求ADC的采样率高于30MSPS,分辨率大于10位。目前高速高分辨率ADC器件在采样率高于10MSPS 时,量化位数可达14位,但实际分辨率受器件自身误差和电路噪声的影响很大。在数字通信、数字仪表、软件无线电等领域中应用的高速ADC电路,在输入信号低于1MHz时,实际分辨率可达10位,但随输入信号频率的增加下降很快,不能满足军事领域的使用要求。 针对这一问题,本文主要研究在不采用过采样、数字滤波和增益自动控制等技术条件下,如何提高高速高分辨率ADC电路的实际分辨率,使其最大限度地接近ADC器件自身的实际分辨率,即最大限度地提高ADC电路的信噪比。为此,本文首先从理论上分析了影响ADC信噪比的因素;然后从电路设计和器件选择两方面出发,设计了高速高分辨率ADC电路。经实测表明,当输入信号频率为0.96MHz时,该电路的实际分辨率为11.36位;当输入信号频率为14.71MHz日寸,该电路的实际分辨率为10.88位。 1 影响ADC信噪比因素的理论分析 ADC的实际分辨率是用有效位数ENOB标称的。不考虑过采样,当满量程单频理想正弦波输入时,实际分辨率可用下式表示: ENOB=[SINA0(dB)-1.76]/6.02 (1) 式中,SINAD表示ADC的信噪失真比,指ADC满量程单频理想正弦波输入信号的有效值与ADC输出信号的奈奎斯特带宽内的全部其它频率分量(包括谐波分量,但不包括直流允量)的总有效值之比。 ADC的信噪比SNR,指ADC满量程单频理想正弦波输入信号的有效值与ADC输出信号的奈奎斯特带宽内的全部其它频率分量(不包括直流分量和谐波分量)总有效值之比。

不同调制模式下的误码率与信噪比关系

不同调制模式下的误码率与信噪比关系 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

不同调制模式下的误码率与信噪比的关系一.原理概述 调制(modulation)就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适合于信道传输的形式的过程,就是使载波随信号而改变的技术。一般来说,信号源的信息(也称为信源)含有直流分量和频率较低的频率分量,称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号,因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号,而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率,使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者(也称为信宿)处理和理解的过程。 调制的种类很多,分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。用模拟信号调制称为模拟调制;用数据或数字信号调制称为数字调制。按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。调制的载波分别是脉冲,正弦波和光波等。正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式,后两者合称为角度调制。此外还有一些变异的调制,如单边带调幅、残留边带调幅等。脉冲调制也可以按类似的方法分类。此外还有复合调制和多重调制等。不同的调制方式有不同的特点和性能。 本文简单介绍了数字正弦波调制的误码率与信噪比的关系。

数字调制即基于调制器输入信息比特,从一组可能的信号波形(或符 号)组成的有限集中选取特定的信号波形 。如果共有M 种可能的信号,则调制信号集S 可表示为 对于二进制调制方案,一个二进制信息比特之间映射到信号,S 就只包含两种信号。对于更多进制的调制方案(多进制键控),信号集包含两种以上的信号,每种信号(或符号)代表一个比特以上的信息。对于一个大小为M 的信号集,最多可在每个符号内传输2log M 个比特信息。 1. 二进制相移键控(BPSK ) 在二进制相移键控中,幅度恒定的载波信号随着两个代表二进制 数据1和0的信号1m 和2m 的改变而在两个不同的相位间跳变,通常这 两个相位差为180°,如果正弦载波的幅度为c A ,每比特能量21=2 b c b E A T ,则传输的BPSK 信号为: 2(t)=t+) 0t (1)b BPSK c c b b E s f T T πθ≤≤二进制的或者 我们将1m 和2m 一般化为二进制数据信号(t)m ,这样传输信号可表示为:2(t)=m(t)t+)b BPSK c c b E s f T πθ 对于AWGN (加性高斯白噪声)信道,许多调制方案的比特差错率用 信号点之间的距离(星座图中相邻点的欧几里得距离)的Q 函数得到。对于BPSK ,距离为2b E 其中Q 函数与互补误差函数erfc 的关系为:1()=22 Q erfc α,其中()=1-()erfc erf ββ,而误差函数erf 的表达式为:

不同调制模式下的误码率与信噪比关系

不同调制模式下的误码率与信噪比的关系 一.原理概述 调制(modulation )就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适合于信道传输的形式的过程,就是使载波随信号而改变的技术。一般来说,信号源的信息(也称为信源)含有直流分量和频率较低的频率分量,称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号,因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号,而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率,使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者(也称为信宿)处理和理解的过程。 调制的种类很多,分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。用模拟信号调制称为模拟调制;用数据或数字信号调制称为数字调制。按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。调制的载波分别是脉冲,正弦波和光波等。正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式,后两者合称为角度调制。此外还有一些变异的调制,如单边带调幅、残留边带调幅等。脉冲调制也可以按类似的方法分类。此外还有复合调制和多重调制等。不同的调制方式有不同的特点和性能。 本文简单介绍了数字正弦波调制的误码率与信噪比的关系。 数字调制即基于调制器输入信息比特,从一组可能的信号波形(或符号)组成的有 限集中选取特定的信号波形。如果共有M 种可能的信号,则调制信号集S 可表示为 对于二进制调制方案,一个二进制信息比特之间映射到信号,S 就只包含两种信号。对于更多进制的调制方案(多进制键控),信号集包含两种以上的信号,每种信号(或符号)代表一个比特以上的信息。对于一个大小为M 的信号集,最多可在每个符号内传输2log M 个比特信息。 1. 二进制相移键控(BPSK ) 在二进制相移键控中,幅度恒定的载波信号随着两个代表二进制数据1和0的信号1m 和2m 的改变而在两个不同的相位间跳变,通常这两个相位差为180°,如果正弦载波的幅度为c A ,每比特能量21=2 b c b E A T ,则传输的BPSK 信号为: t+) 0t (1)BPSK c c b s f T πθ≤≤二进制的或者 t++t+) 0t (0)BPSK c c c c b s f f T ππθπθ≤≤二进制的 我们将1m 和2m 一般化为二进制数据信号(t)m ,这样传输信号可表示为:

几类信号信噪比的计算_百度上传

1,确知信号的信噪比计算 这里的“确知信号”仅指信号的确知,噪声可以是随机的。某些随机信号,例如幅度和相位随机的正弦波,如果能够准确估计出它的相位和幅度等参数也可以认为是“确知信号”。 接收到的确知信号通过减去确知信号的方法得到噪声电压或电流,高斯噪声的数学期望为0,方差除以或乘上电阻得到噪声功率。确知信号的大小的平方的积分除以或乘上电阻得到信号功率。信噪比等于这两个功率相除,因此可以不用考虑电阻的大小。 clear all; clc; SIMU_OPTION = 3 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 1, deterministic signal snr calc %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% if (SIMU_OPTION==1) SAM_LEN = 1e6; PERIOD = 1e3; SNR_DB = 30 signal = sin((1:SAM_LEN)*2*pi/PERIOD); signal_wgn = awgn(signal,SNR_DB,'measured'); wgn = signal_wgn - signal; snr_db_calc = 10*log10(var(signal)/var(wgn)) end

2,随机信号的信噪比计算 2.1,窄带信号加宽带噪声的信噪比计算 可以使用周期图FFT方法,即得到信号加噪声的功率谱,利用信号和噪声的频率特性,通过积分的方法将信号和噪声的功率计算出来,这样就得到信噪比。窄带信号是相对整个信号频率带而言。 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 2, sin signal + white gauss noise %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% if (SIMU_OPTION==2) SAM_LEN = 1e6; PERIOD = 1e3; SNR_DB = 30 signal = sin((1:SAM_LEN)*2*pi/PERIOD); signal_wgn = awgn(signal,SNR_DB,'measured'); signal_wgn_fft = fft(signal_wgn); signal_wgn_psd = (abs(signal_wgn_fft)).^2 / SAM_LEN; signal_wgn_psd_db = 10*log10(signal_wgn_psd); signal_wgn_psd = signal_wgn_psd(1:SAM_LEN/2); snr_db_calc = 10*log10(max(signal_wgn_psd)/(sum(signal_wgn_psd)-max(signal_wgn_psd) )) end

(完整版)MATLAB模拟2ASK调制误码率与信噪比关系曲线的程序

%模拟2ASK % Pe=zeros(1,26); jishu=1; for snr=-10:0.5:15 max = 10000; s=round(rand(1,max));%长度为max的随机二进制序列 f=100;%载波频率 nsamp = 1000;每个载波的取样点数 tc=0:2*pi/999:2*pi;tc的个数应与nsamp相同 cm=zeros(1,nsamp*max); cp=zeros(1,nsamp*max); mod=zeros(1,nsamp*max); for n=1:max; if s(n)==0; m=zeros(1,nsamp); b=zeros(1,nsamp); else if s(n)==1; m=ones(1,nsamp); b=ones(1,nsamp); end end c = sin(f*tc); cm((n-1)*nsamp+1:n*nsamp)=m; cp((n-1)*nsamp+1:n*nsamp)=b; mod((n-1)*nsamp+1:n*nsamp)=c; end tiaoz=cm.*mod;%2ASK调制 t = linspace(0,length(s),length(s)*nsamp); tz=awgn(tiaoz,snr);%信号tiaoz中加入白噪声,信噪比为SNR=10dB jiet = 2*mod.*tz; %相干解调 [N,Wn]=buttord(0.2,0.3,1,15); [b,a]=butter(N,Wn); dpsk=filter(b,a,jiet);%低通滤波 % 抽样判决,判决门限为0.5 depsk = zeros(1,nsamp*max); for m = nsamp/2:nsamp:nsamp*max; if dpsk(m) < 0.5; for i = 1:nsamp depsk((m-500)+i) = 0; end

信噪比SN、载噪比CN与EbN0之全方位区别

信噪比S/N、载噪比C/N与Eb/N0之全方位区别: 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=1/2*4=2(bits/symbol)。信息论中的定义是(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。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/N0SNR 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=N×Ec); (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。

信噪比

信噪比 来自维基 信噪比(通常简写为SNR 或S/N )是科学和工程中常用的衡量信号受噪声干扰程度大小的物理量,定义为信号功率和噪声功率的比值。如果该比值大于1:1,说明信号比噪声强。信噪比不仅经常被用来衡量电信号,而且可以被用来衡量任何形式的信号(例如冰核间的同位素水平和细胞间的同位素信号)。 在非专业领域,信噪比比较了有用信号水平(例如音乐)和背景噪声水平。比值越高,背景噪声越平缓。 信噪比有时还用于表示通信或信息交流中有用信息和错误的或不相关信息的比值。例如,在线论坛或其他在线社区中,偏离话题的邮件和垃圾邮件就被当作是扰乱正常讨论信号的噪声。 1. 定义 信噪比定义为信号(有用信息)和背景噪声(不希望的信号)的功率比: signal noise P SNR P = 这里P 是平均功率。信号和噪声功率必须在系统相同的或等效的点上衡量,并且要在相同的系统带宽之内。如果信号和噪声的阻抗相同,那么信噪比可以通过计算幅度平方的比值来获得: 2 signal signal noise noise P A SNR P A ??== ??? 这里A 是均方根(RMS )幅度(例如,均方根电压)。由于很多信号的动态范围很宽,信噪比经常用对数分贝值表示。信噪比的分贝值定义为 10,,10log signal dB signal dB noise dB noise P SNR P P P ??==- ??? 也可以用幅度比等效地写作 2101010log 20log signal signal dB noise noise A A SNR A A ????== ? ????? 信噪比的概念和动态范围紧密相关。动态范围衡量了信道中的最大不失真信号和最小可检测信号的比值,该比值大部分是用来衡量噪声水平的。信噪比衡量了任意的信号水平(不必是大部分可能的强信号)和噪声的比值。衡量信噪比需要选

基于信噪比的分析

基于信噪比理论的光电成像系统性能分析与评价 摘要 本文主要讨论了典型的固体光学成像系统的信噪比。通过对光学成像系统成像的各个过程的噪声来源,种类,性质进行了归纳总结,最后得出整个光电成像系统的信噪比。并简要的指明了信噪比在光电成像系统评价中的特点及优势。最后,从提高系统信噪比的角度,提出了几点改进系统成像质量的建议。 关键词:信噪比,光电成像 1.前言: 由于在目前的应用中,人们使用最多的都是固体成像器件,因此,以下的讨论中将主要考虑固体成像器件。在固体成像器件中,光电转换部分使用最为广泛的还应该属于光电二极管。即使是对于常见到的CCD以及CMOS固体成像器件,其像元中的光电转换部分多数还是与光电二极管的转换原理是一致的。所以,在接下来的讨论中,将以光电二极管作为光电转换器件的代表进行分析讨论。 2.光电成像器件的噪声来源: 通常,光电成像系统对某一目标物体的成像过程主要分为以下一个步骤:目标物体发出的辐射光线经过在大气中传播后,进入到光电成像系统的入瞳,入瞳处的辐射经过光学系统作用后到达光电转换器件的像面上进行曝光;然后,光电探测器将收集到的光信号转化为相应的电信号,而后输出到后续的电路中进行相应的信号处理;最终,最终输出可供目视判读的目标景物图像。 由于在整个光学成像系统工作的过程中,每一个过程都会伴随着噪声的干扰。因此,要分析整个系统的信噪比,就必须要对探测及成像过程中的每一个环节进行噪声的分析。其中,对于一个完整的系统来说,其误差来源可以分为外部误差来源和内部误差来源。 当光电成像系统进行工作时,所观察目标的辐射光线在到达光电系统的入瞳之前,由于大气层中的分子散射和气溶胶散射等原因的存在,造成了传播中的能 量衰减,此时,系统探测器像面上的曝光量由入瞳辐亮度、光学系统的相对孔径和透过率、探测器像元光敏面面积以及积分时间等参数共同决定。其中散射是造成辐射能量衰减的主要原因,最直接的结果将会是对光谱辐射透过率产生较大的 影响。当大气的散射作用对目标物发出的辐射作用很大时,就会使目标信号完全

误码率和信噪比

摘要:比特误码率(RBE)是衡量一个通信系统优劣的重要指标之一。对如何利用System View仿真软件测试和生成一个通信系统的RBE测试曲线的实例进行了研究,并对此次仿真过程中的关键问题加以论述。 关键词:比特误码率;BCH码;卷积码;仿真 2误码率测试仿真原理及其仿真的关键问题 2.1误码率测试仿真原理 在仿真系统中,信道模拟成一个高斯噪声信道(AWGN),输入信号经过AWGN信道后在输出端进行硬判断,当带有噪声的接收信号大于判决电平时,输出判为1,此时的原参照信号如果为0,则产生误码。 为了便于对各个系统进行比较,通常将信噪比用每比特所携带的能量除以噪声功率谱密度来表示,即Eb/N0,对基带信号,定义信噪比为: 这里的A为信号的幅度(通常取归一化值),R=1/T是信号的数据率。在仿真过程中,为了能得到一个通信系统的RBE曲线,通常需要在信号源或噪声源后边加入一个增益图符来控制信噪比的大小,System View仿真时应用此种方法(在噪声源后面加入增益图符)。受控的增益图符需要在系统菜单中设置全局关联变量,以便每一个测试循环完成后将系统参数改变到下一个信噪比值,全局关联变量的设置方法在下述内容中介绍。 2.2全局关联变量的设置 当一个高斯噪声信道的RBE测试模型设置基本完毕后,并不能绘出完整正确的RBE/RSN 曲线,还必须将噪声增益控制与系统循环次数进行全局变量关联,使信道的信噪比(RSN)由0 dB开始逐步加大,即噪声逐步减小,噪声每次减小的步长与循环次数相关。设置的方法是:单击System View主菜单中的“Tools”选项,选择“Global Parameter Links”,这时出现如图1所示参数设置栏,在“Select System Token”中选择要关联的全局变量,图中选择了Gain 图符,如果设定每次循环后将信噪比递增1 dB,即噪声减小1 dB,则应在算术运算关系定义栏“Define Algebraic Relation F[Gi,Vi]”内将F[Gi,Vi]的值设置为-c1,这里c1为系统变量“Current System Loop”的系统循环次数。 2.3设置系统仿真时间 在进行系统仿真之前首先必须对定时参数进行设置,系统的定时设定直接影响着系统仿真的效果甚至仿真结果的正确性。同时,定时参数的设置也直接影响系统仿真的精度,因此选取定时参数必须十分的注意,这也是初学者应重点掌握的内容,采样速率过高增加仿真的时间,过低则有可能得不到正确的仿真结果。单击设计窗口工具栏上的系统定时按钮则弹出系统定时设定窗口。 在进行定时窗口设置时要注意以下几点:

什么是信噪比详解

信噪比详解 定义 信噪比,即SNR(Signal to Noise Ratio)又称为讯噪比,狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来说,信噪比越大,说明混在信号里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否则相反。信噪比一般不应该低于70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。 解析 信噪比是音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。用dB表示。例如,某音箱的信噪比为80dB,即输出信号功率是噪音功率的10^8倍,输出信号标准差则是噪音标准差的10^4倍。信噪比数值越高,噪音越小。 “噪声”的简单定义就是:“在处理过程中设备自行产生的信号”,这些信号与输入信号无关。对于M P3播放器来说,信噪比都是一个比较重要的参数,它指音源产生最大不失真声音信号强度与同时发出噪音强度之间的比率称为信号噪声比,简称信噪比(Signal/Noise),通常以S/N表示,单位为分贝(d B)。对于播放器来说,该值当然越大越好。 目前MP3播放器的信噪比有60dB、65dB、85dB、90dB、95dB等等,我们在选择MP3的时候,一般都选择60dB以上的,但即使这一参数达到了要求,也不一定表示机子好,毕竟它只是MP3性能参数中要考虑的参数之一。 指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断时,输出所残留之杂音电压之比,也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率,通常以S/N表示。一般用分贝(dB)为单位,信噪比越高表示音频产品越好,常见产品都选择60dB以上。 国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后级放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB,CD机的信噪比可达90dB 以上,高档的更可达110dB以上。信噪比低时,小信号输入时噪音严重,整个音域的声音明显感觉是混浊不清,所以信噪比低于80dB的音箱不建议购买,而低音炮70dB的低音炮同样原因不建议购买。用途 另外,信噪比可以是车载功放;光端机;影碟机;数字语音室;家庭影院套装;网络摄像机;音箱……等等,这里所说明的是MP3播放器的信噪比。 以dB计算的信号最大保真输出与不可避免的电子噪音的比率。该值越大越好。低于75dB这个指标,噪音在寂静时有可能被发现。AWE64 Gold声卡的信噪比是80dB,较为合理。SBLIVE更是宣称超过120dB的顶级信噪比。总的说来,由于电脑里的高频干扰太大,所以声卡的信噪比往往不令人满意。

载噪比和信噪比

精心整理所谓CNR 是Carrier Noise Ratio,指的是在解调(进入解调器的)前的射频信号功率与噪声功率的比值,如下图: 而SNR 是Signal Noise Ratio,指的是接收机接收解调后,基带信号中有用信号功率与噪声功率的比值,如下图: 因此以整个接收机架构的角度而言,其CNR与SNR的关系如 下: 虽然SNR与CNR,一个反映的是基带信号质量,而另一个反映的是射频信号质量,但是在本质上两者是一样的,亦即原则上,两者应该相等但实际上,两者的关系如下: 因为SNR越大,其灵敏度就越好,但有可能讯号在解调过程中,以及在基带数字信号处理过程中,引入额外噪声,导致SNR变小,以至于灵敏度变差,换言之,CNR大,不代表灵敏度就会好,其中原因之一,便是来自于IQ讯号。 由于差分讯号具有良好的抗干扰特性,因此IQ讯号,多半为差分型式。而IQ 讯号彼此相位差为90度,而差分讯号之相位差为180度,因此IQ讯号全部四条讯号线的相位差如下图: 然而,若IQ讯号振幅不相等,则称为IQ Gain Imbalance。若IQ讯号相位差不为90度,则称为IQ phase Imbalance,而多半会将这两种现象,统称为 IQ Imbalance。引起IQ Imbalance的因素有许多,例如Layout好坏也会影响IQ Imbalance,由于IQ讯号会走差分讯号型式,而差分讯号需符合等长,间距固

精心整理 定,以及间距不宜过大的要求,但实际Layout很难完全符合这些需求,因此会有IQ Imbalance。而在解调时,会以所谓的EVM,来衡量IQ Imbalance的程度,如下图: 而EVM与SNR成反比,如下式: 亦即若EVM过大,则SNR就低,那么灵敏度就会劣化。

信噪比和灵敏度的关系分析

信噪比和灵敏度的关系分析 信噪比,英文名称叫做SNR或S/N(SIGNAL-NOISE RATIO),又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号,噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信息),并且该种信号并不随原信号的变化而变化。 同样是原信号不存在还有一种东西叫失真,失真和噪声实际上有一定关系,二者的不同是失真是有规律的,而噪声则是无规律的,这个以后再讲。 信噪比的计量单位是dB,其计算方法是10lg(PS/PN),其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率,也可以换算成电压幅值的比率关系:20Lg(VS/VN),Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的有效值。在音频放大器中,我们希望的是该放大器除了放大信号外,不应该添加任何其它额外的东西。因此,信噪比应该越高越好。 狭义来讲是指放大器的输出信号的功率与同时输出的噪声功率的比,常常用分贝数表示,设备的信噪比越高表明它产生的噪声越少。一般来说,信噪比越大,说明混在信号里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否则相反。信噪比一般不应该低于70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。 灵敏度(SensiTIvity)是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度,它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。灵敏度指示器的相对于被测量变化的位移率,灵敏度是衡量物理仪器的一个标志,特别是电学仪器注重仪器灵敏度的提高。通过灵敏度的研究可加深对仪表的构造和原理的理解。 信噪比和灵敏度的关系为什么会有噪声呢? 我们都知道我们生活在一个复杂的电磁场的环境下。音源,功放等不仅受到外界电磁干扰,在其内部,也有电磁干扰。这些干扰会对信号造成非常显著的影响。 如何去除这些干扰呢? 一种是模拟方式,最常见的就是阻容电路,也就是电路中并联一个电阻和电容(见图)。一种是数字方式,就是通过各种算法实现对噪声的去除。

OFDM误码率性能分析与研究

OFDM误码率性能分析与研究 Analysis and Study of Performance of OFDM BER 摘要:本文通过MATLAB编程实现正交频分复用(OFDM)的系统仿真,系统采用卷积码和交织码级连的差错控制编码。以高斯噪声信道和电力线信道为例,用本仿真系统分别计算出了无差错控制编码和有差错控制编码情况下误码率与信噪比的关系。结果表明,加入差错控制编码使误码率达到10-3时对信噪比的要求有很大减小。系统误码率随信噪比增加以近似二次曲线下降或部分近似二次曲线下降,以不同系数的二次曲线分别进行模拟,可以控制差值在0.005~0.02范围内。 关键词:正交频分复用(OFDM),卷积编码,交织编码,信噪比,误码率 ABSTRACT: This test realized emulational system of OFDM through MATLAB programming, adopted error control coding of concatenation of convolutional codes and interlaced codes. In Gaussian noise channel and power line channel, this emulational system calculate out relationship between bit error rates and signal to noise ratios. Result indicates, it is reduce the request of SNR when made bit error rate arrive at 10-3 that joining error control coding. The bit error rates of system decrease similar to conic drop or part of it similar to conic drop, imitate separately with the conic of different coefficient, can control difference in 0.005~0.02 ranges. KEY WORDS:OFDM,convolutional codes, interlaced codes, signal to noise ratios (SNR), bit error rates 引言 并行传送数据和正交频分复用的概念于50~60年代被提出。1970年,OFDM专利发表,其基本思想是通过允许子信道频谱重叠且不互相影响的频分复用(FDM)的方法并行传送数据,以避免使用高速均衡器,并具有较强的抗脉冲噪声及多径衰落能力。同时,因允许频率重叠,所以具有很高的频谱利用率。早期的OFDM系统中,发信机和相关接收机所需的副载波阵列是由正弦信号发生器产生的,且相关接收时各副载波要严格同步。因此,当子信道数很大时,系统是非常复杂和昂贵的。1971年,Weinstein和Ebert提出使用离散傅立叶变换(DFT)进行OFDM系统中的调制和解调功能,简化了复杂的振荡器阵列以及相关接收机中本地载波之间严格同步问题,为OFDM的全数字实现方案作了理论准备。最近,随着VLSI的迅速发展,已经出现了高速大阶数的FFT专用芯片及可用软件快速实现FFT 的数字信号处理(DSP)通用芯片,且价格低廉,从而使利用FFT实现OFDM的技术成为可能。 1.OFDM系统原理 ODFM所发送的信号就是由一组正交信号作为副载波,码元周期T,不归零方波作为基带码型调制而成的。接收机解调器也是由这样一组正交信号在[]T,0内分别与发送信号进行相关运算而解调的。

信噪比 - 概念

信噪比-概念 信噪比 信噪比的概念 信噪比是音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。用dB表示。例如,某音箱的信噪比为80dB,即输出信号功率比噪音功率大80dB。信噪比数值越高,噪音越小。 “噪声”的简单定义就是:“在处理过程中设备自行产生的信号”,这些信号与输入信号无关。对于MP3播放器来说,信噪比都是一个比较重要的参数,它指音源产生最大不失真声音信号强度与同时发出噪音强度之间的比率称为信号噪声比,简称信噪比(Signal/Noise),通常以S/N表示,单位为分贝(dB)。对于播放器来说,该值当然越大越好。 它也指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断时,输出所残留之杂音电压之比,也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率,通常以S/N表示。一般用分贝(dB)为单位,信噪比越高表示音频产品越好,常见产品都选择60dB以上。 国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后级放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB,CD机的信噪比可达90dB以上,高档的更可达110 dB以上。信噪比低时,小信号输入时噪音严重,整个音域的声音明显感觉是混浊不清,所以信噪比低于80dB 的音箱不建议购买,而低音炮70dB的低音炮同样原因不建议购买。 信噪比-意义

信噪比 信噪比的概念 信噪比是音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。用dB表示。例如,某音箱的信噪比为80dB,即输出信号功率比噪音功率大80dB。信噪比数值越高,噪音越小。 “噪声”的简单定义就是:“在处理过程中设备自行产生的信号”,这些信号与输入信号无关。对于MP3播放器来说,信噪比都是一个比较重要的参数,它指音源产生最大不失真声音信号强度与同时发出噪音强度之间的比率称为信号噪声比,简称信噪比(Signal/Noise),通常以S/N表示,单位为分贝(dB)。对于播放器来说,该值当然越大越好。 它也指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断时,输出所残留之杂音电压之比,也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率,通常以S/N表示。一般用分贝(dB)为单位,信噪比越高表示音频产品越好,常见产品都选择60dB以上。 国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后级放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB,CD机的信噪比可达90dB以上,高档的更可达110 dB以上。信噪比低时,小信号输入时噪音严重,整个音域的声音明显感觉是混浊不清,所以信噪比低于80dB 的音箱不建议购买,而低音炮70dB的低音炮同样原因不建议购买。

误码率BER与信噪比SNR的关系解析

误码率BER 与信噪比SNR 的关系解析 一、 前言 误码率(BER :bit error ratio )是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标,是衡量一个数字系统可靠性的主要的判断依据。虽然现在手机系统有许多仪器都可以直接对该项作直接的测量,但是对数字对讲机以及新兴的采用新的协议模式的设备,误码率的测试就会比较繁琐。而很多现有的设备都是基于模拟指标的测量,如果能找到模拟的指标与误码率之间的关系,那么将更方便我们的调试。在之前我们已经能直观的能观察到误码率BER 与模拟的信噪比SNR 以及射频中的噪声干扰存在一种相对应的关系,以下就基于这个作更深入的分析。 二、 正文 2.1在论述这种关系之间,首先要弄清楚下面的几个基本概念: 2.1.1S/N 音频信噪比(即SNR ) 图一 信噪比SNR 示意图 我们通常指的信噪比SNR 是基带信号中有用信号功率与噪声功率的比值,如图一所示。发射一个标准调制信号,接收机接收解调后,测量音频有用信号输出功率为signal P (dBm),然后去掉调制信号,记录音频噪声输出功率为noise P (dBm),于是: )(P )(P S/N noise signal dBm dBm ?= -------- 式1

2.1.2射频C/N 载噪比 图二 载噪比C/N 示意图 载噪比指的是在解调(进入解调器的)前的射频信号频谱中有用信号功率与噪声功率的比值,如图二所示。发射一个非调制信号,结果接收机的一系列滤波等处理,在解调前用频谱仪观察频谱信号,测试它的载波功率Carrier P (dBm)以及噪声信号功率noise P (dBm) )(P )(P C/N noise Carrier dBm dBm ?= -------- 式2 2.1.3频谱仪分辨率带宽(RBW) 对于频谱分析仪,分辨率带宽(RBW :Resolution Bandwidth )实际上是频谱仪内部滤波器的带宽(决定选择性的IF 滤波器的3dB 带宽),设置它的大小,能决定是否能把两个相临很近的信号分开。比如,模拟对讲机相邻信道是25KHz ,你就必须把RBW 设置成比25KHz 小,才能把两个信道的载波分离出来,所以相同的频谱在不同的分辨率下有不同的效果,如下图:

第七章 误码率的概率论

第七章误码率的概率论 7.1 介绍 作为数据传输超过中等,衰减,合并噪声,和抖动的来源的所有传输的比特,无论是在幅度和时间,接收曲解一些位值和他们错误地检测到这种程度的扭曲形状;也就是说,一些逻辑“的”逻辑“零”和“零”的逻辑“的一些逻辑检测。”在通信,误码传输的比特数的数量提供了一个度量性能通道,从发射到接收器。然而,这个度量需要澄清。例如,如果两个数据率是1和10 Gbit Mbit / s / s,10个错误在第二个意味着10/1,000,000(或10 - 5)和10/10,000,000,000(或10 - 9)错误。另外,10个错误1000000比特每秒传输意味着10错误为1 Mbit / s 率和100000错误以每秒10 Gbit / s的速度。 因此,这取决于性能限制设置为一个特定的应用,信道主要性能可能无法接收。因此,频率(或速度)比特的错误是非常关键的。虽然不可能预测如果某位将被接受或不正确的,它是可以预测的性能良好的信能通道的参数是众所周知的联系,以及统计行为(高斯,泊松噪声和抖动来源)。然后,发生错误位的频率和信号信噪比可以可靠地估计。我们已经无需定义所述的误比特率和误码率。它们是什么以及两者之间的区别是审查下一节。因此,一个传输信道模型。一个彻底的知识是需要的链接从发射机到接收机,包括传输介质和所有组成部分之间(图7.1),以及噪声的来源和抖动(包括线性和非线性得出交互)和激光和光电探测器的特点。 在前面的章节中,我们讨论了光源和接收器,介质损耗和增益,噪声和抖动。在本章中,我们的注意力都集中在这些有辱人格的来源如何影响一个二进制位的值改变,从“一”到“零”和“零”到“一。”我们估计错误的概率,并集成固态电路可以实现的,我们提供了一个估算方法,从而在每个端口的连续估计,并使繁琐的测量仪器只用于精密测试服务。 236 图7.1信道模型从源到接收器之间的所有障碍,包括光纤损耗,非线性,主动/被动元件,和噪声和抖动来源。 误码率和光信号质量是模拟几个练习中使用的CD-ROM,伴随着这本书(这些演习的描述见附录B)。

信噪比定义

随机共振在信号检测中的研究与应用 广东工业大学博士学位论文万频 2011年6月 2.5随机共振的信噪比及信噪比增益测度 随机共振是某些非线性系统中噪声对信号增强起到积极作用的物理现象,很多时候人们更关心将随机共振应用到实际的信号检测与处理中,这就需要对随机共振所产生的积极作用有一个定量的精确描述,也就是说需要定义一些随机共振的测度。随机共振的测度根据研究侧重点以及信号检测和处理任务不同可选用信噪比、信噪比增益、谱功率放大系数、线性响应敏感度、互相关系数、驻留时间分布、检测概率、信息接收率、误码率与信道容量、Fisher信息量、互信息量、估计的均方误差等。在一般的信号检测和处理以及通信领域最常用到的还是信噪比与信噪比增益指标,这也是本文重要的研究内容。 2.5.1信噪比增益 一个系统对信号增强和改善作用的重要的衡量指标是信噪比增益,即系统输出端信噪比与输入端信噪比之比。在该指标大于1的情况下,才说明系统具有改善信噪比的作用。系统信噪比增益定义如下: 式中SNRgain为信噪比增益,SNRout为输出端信噪比,SNRin为输入端信噪比。 2.5.2信噪比 对于随机共振系统的信噪比定义,至今也没有统一认识。主要有两种定义,一种是源自于随机共振近似解析解推导过程中得到的信噪

比定义: 随机共振系统输入驱动信号为频率F0的正弦信号,其输出端信噪比为: 式中S(F0)为输出端F0频率的信号功率,N(F0)为输出端F0频率处的噪声功率谱。 另一种是信号检测与处理以及通信等领域中常用的信噪比定义: 式中S(F0)为F0频率的信号功率;P为系统总功率,包括信号功率和噪声功率,减去S(F0)后剩下的即为噪声功率。 两种信噪比定义的不同之处在于噪声功率的解释不同,前一种是局部噪声功率,而后一种是全部噪声功率。式(2.5.3)的定义被认为能更好更全面地描述信号与噪声的功率对比关系,更符合信号检测、通信等实际工程中信噪比的定义。由于进一步求解信噪比增益还需要计算输入端信噪比,而SNRin对应采用式(2.5.3)的定义,显然更能反映并未经过随机共振处理的信号和噪声的功率对比关系。因此,本文采用式(2.5.3)的信噪比定义。

7第七章 信噪比的计算

计算信噪比 计算信噪比 “浏览项目”中选择欲浏览数据所在的项目,然后单击“确定”,进入该项目。在“通道”选项卡中选择欲处理的数据,单击(查看)打开。“查看”键 “通道”选项卡,找到需要处理的通道数据,然后按照以下步骤进行处理: 1.进入查看窗口,通过“文件-打开-处理方法”打开相应的处理方法。 2.按处理方法图标 进入处理方法窗口。在处理方法窗口里选择“适应性”选项卡。钩选计算适应性结果。

3.在“空体积时间”栏内填入适当的空体积时间,如果不确定,并且不需要计算相对保留时间或与孔体积时间无关的系统适应性参数,可尝试填入1 或者0.1。 4.在s/n噪音值下拉菜单中选取相应的噪音类型。以基线噪音为例。 5.在下部的“基线噪音和漂移测量”区域内,以及“基线开始时间”与“基线结束时间”。 1)用于平均的运行时间百分比指在运行时间内平均数据点的百分比。Empower 软件利用此数值来计算平均时间,其中“取用于平均的运行时间百分比”与“总运行时间”的积等于“平均时间”。软件将“平均时间”与“基线开始时间”相加,然后用“基线结束时间”减去所得结果数值,从而确定两个平均区域。平均计算只在平均区域进行。可以从0.1 到 50.0。默认值为5。 当“用于平均的运行时间百分比”与“总运行时间”的积,也就是“平均时间”大于30秒,也就是说总运行时间*用于平均的运行时间百分比≧50(0.5 分钟)时,则将噪音报告由结果,否则为空白。

2)基线开始时间(分)漂移和噪音计算的开始时间。计算漂移时,系统在“基线结束时间”获取毫伏读数,然后用此读数减去“基线开始时间”读数,得出漂移值。计算噪音时,系统计算由“基线开始时间”和“基线结束时间”以及“取用于平均的运行时间百分比”参数指定的基线区域的噪音。注意要使噪音计算有效,基线间隔内必须没有任何峰。 3)基线结束时间(分) 漂移和噪音计算的结束时间。计算漂移时,系统在“基线结束时间”获取毫伏读数,然后用此读数减去“基线开始时间”读数,得出漂移值。计算噪音时,系统计算由“取用于平均的运行时间百分比”参数以及“基线开始时间”和“基线结束时间”指定的基线区域的噪音。 6.回到主窗口,重新积分,校正,等到结果。

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