通信算法之229: 通信系统中的Eb/N0与SNR

news2024/11/21 21:04:58

通信系统中接收灵敏度是衡量系统可接收的最小信号电平。各个文章书籍中都给了接收灵敏度与SNR的关系。

但是做解调算法的工程师却在乎的是Eb/No,那么两者的关系什么?是不是都可以代表接收性能的好坏?

Eb/No

在通信系统中,Eb/No 是一个非常重要的参数。

Eb代表单位比特的能量,单位为焦耳(J);N0为噪声功率谱密度,单位为(W/Hz)。

Eb/No 即比特能量与噪声功率谱密度之比。它反映了在接收端每比特信号能量与噪声功率谱密度之间的关系。较高的 Eb/No 值通常意味着更好的信号质量和更低的误码率。

Eb/No对于不同的调制方式和编码方案有不同的要求。例如,一些复杂的调制方式和高效的编码方案可能需要较高的 Eb/No 值才能保证可靠的通信。

SNR

信噪比是电子系统中一个非常重要的参数,它直接影响着信号的质量和系统的性能。

信噪比通常用分贝(dB)表示,计算公式为:

SNR=10 * log10(Ps/Pn)

其中 Ps 是信号的功率,Pn 是噪声的功率。

前面文章中讲过,SNR越高,ADC的ENOB位数越高。

ENOB=SNR/6.02-1.76

SNR越高,EVM也越好,对应星座图越接近理想星座图。

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SNR越高,最终反应的都是信号质量高,更容易将信号解调还原。

Eb/No与SNR转换

Eb/N0 与SNR之间转换,需要通过br、Sr、Rc、Rm、α,BW等参数进行转换。

br:用户信息的传输速率,单位是比特每秒(bit/s);

Sr:信道中的符号传输速率,单位是符号每秒(symbol/s);

Rm:通信系统的调制率;Rm=log2(Nu),Nu为调制方式星座点个数,BPSK为2,QPSK为4,16QAM为16。

α:平方根升余弦滚降滤波器的滚降因子;

BW:传输信道带宽。

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取对数后:

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认为信噪比改善1dB,Eb/N0改善1dB。两者都可以反映接收信号质量。

实际系统中还会加入编码、扩频等因子,上述公式会在Eb/N0后面的log项中加入编码率、扩频倍数,对于确定的系统,此两项值也是确定值。

Eb/N0与SNR都是反映接收信号的质量,SNR提高1dB,Eb/No改善1dB。一个是从射频硬件方面进行测试与衡量,一个是从解调算法方面进行衡量,二者是对等的。

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