類(lèi)似信噪比及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(07-100)

　　SNR測(cè)量通常采用如下步驟：

　　·對(duì)通信系統(tǒng)施加一個(gè)信息信號(hào)，并在接收天線(xiàn)的輸出上測(cè)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(hào)，只測(cè)量接收到的噪聲功率。最后一步是從第一次測(cè)量的結(jié)果中減去噪聲功率，計(jì)算得到信號(hào)功率與噪聲功率之比，即SNR。

　　接收電路的解調(diào)/檢測(cè)功能可分解為兩個(gè)步驟。

　　第一步，在每個(gè)符號(hào)持續(xù)期間，相關(guān)器或匹配濾波器恢復(fù)出一個(gè)表示數(shù)字符號(hào)的基帶脈沖，然后進(jìn)行采樣。采樣器的輸出(C點(diǎn))，即預(yù)檢波點(diǎn)，產(chǎn)生一個(gè)測(cè)試統(tǒng)計(jì)量，它包含接收符號(hào)和噪聲兩個(gè)分量。測(cè)試統(tǒng)計(jì)量的電壓值與符號(hào)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(duì)該符號(hào)的離散意義做出判決(檢測(cè))，其結(jié)果是一個(gè)信息位(用于二進(jìn)制調(diào)制的數(shù)字位)。檢測(cè)的精度是預(yù)檢波SNR的函數(shù)。在數(shù)字接收系統(tǒng)中，預(yù)檢波點(diǎn)是所有錯(cuò)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(shù)，得出這個(gè)函數(shù)是檢測(cè)器功能塊的一個(gè)重要作用，采樣中信號(hào)的能量越多(相對(duì)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(yù)檢波點(diǎn)處。但是問(wèn)題在于答案過(guò)于簡(jiǎn)單，因?yàn)樗荒芊从吃谝?guī)定這些SNR時(shí)通常使用的模型。此外還應(yīng)該注意，Eb/N0被定義在尚無(wú)任何信息位之處。檢測(cè)過(guò)程結(jié)束之后，才會(huì)出現(xiàn)信息位。或許Eb/N0更恰當(dāng)?shù)拿Q(chēng)應(yīng)該是每個(gè)有效位相對(duì)于N0的能量。

　　結(jié)語(yǔ)

　　在數(shù)字通信發(fā)展的早期，Pr/N0的測(cè)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(dǎo)致的SNR惡化，將其換算到預(yù)檢波點(diǎn)。其中R為數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為位/秒。

　　開(kāi)始用接收的預(yù)檢波SNR來(lái)描述通信系統(tǒng)后，人們很快就認(rèn)識(shí)到除C點(diǎn)之外，可用的Pr/N0系統(tǒng)模型也將允許同一預(yù)檢波SNR在接收天線(xiàn)輸出(或接收系統(tǒng)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?yàn)槿藗儗⒄J(rèn)為可以直接將接收天線(xiàn)輸出點(diǎn)的簡(jiǎn)單測(cè)量結(jié)果作為系統(tǒng)SNR直接用于鏈路預(yù)算分析的準(zhǔn)備工作，而這是不正確的。系統(tǒng)SNR或Pr/N0只能在預(yù)檢波點(diǎn)這個(gè)位置直接測(cè)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(yù)檢波點(diǎn)定義的。那么在模擬環(huán)境下，接收系統(tǒng)中的Eb/N0又應(yīng)該以何處為參考點(diǎn)定位可以從在接收系統(tǒng)中任意點(diǎn)表述的系統(tǒng)SNR得到同一個(gè)Eb/N0值。在接收系統(tǒng)中用一個(gè)模型來(lái)規(guī)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(jié)了在一個(gè)接收系統(tǒng)中，怎樣建立或規(guī)定Eb/N0和其它類(lèi)似SNR值的正確參考點(diǎn)。假設(shè)已經(jīng)有了一個(gè)精確的模型，我們認(rèn)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(guī)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)。