Stosunek nośnej do szumu - Carrier-to-noise ratio

W telekomunikacji The stosunek nośnej do szumu , często przedstawiany CNR lub C / N , to stosunek sygnału do szumu (SNR) o modulowanym sygnale. Termin jest używany do rozróżnienia CNR sygnału pasma przepustowego częstotliwości radiowej od SNR sygnału komunikatu analogowego pasma podstawowego po demodulacji , na przykład sygnału komunikatu analogowego częstotliwości audio. Jeśli to rozróżnienie nie jest konieczne, często zamiast CNR używa się terminu SNR, z tą samą definicją.

Sygnały modulowane cyfrowo (np. QAM lub PSK ) są zasadniczo zbudowane z dwóch nośnych CW ( składowych I i Q , które są nośnymi poza fazą). W rzeczywistości informacje (bity lub symbole) są przenoszone przez dane kombinacje fazy i / lub amplitudy składowych I i Q. Z tego powodu w kontekście modulacji cyfrowych sygnały modulowane cyfrowo są zwykle nazywane nośnymi. Dlatego też termin stosunek nośnej do szumu (CNR), zamiast stosunku sygnału do szumu (SNR), jest preferowany do wyrażenia jakości sygnału, gdy sygnał był modulowany cyfrowo.

Wysokie współczynniki C / N zapewniają dobrą jakość odbioru, na przykład niski współczynnik błędów bitowych (BER) cyfrowego sygnału komunikatu lub wysoki SNR analogowego sygnału komunikatu.

Definicja

Stosunek nośnej do szumu definiuje się jako stosunek odebranej mocy sygnału modulowanej nośnej C do odebranej mocy szumu N po filtrach odbiornika:

${\ Displaystyle \ mathrm {CNR} = {\ Frac {C} {N}}}$.

Gdy zarówno nośna, jak i szum są mierzone na tej samej impedancji , stosunek ten można równoważnie podać jako:

${\ Displaystyle \ mathrm {CNR} = \ lewo ({\ Frac {V_ {C}} {V_ {N}}} \ prawej) ^ {2}}$,

gdzie i są średnimi kwadratowymi (RMS) poziomami napięcia odpowiednio sygnału nośnej i szumu. ${\ displaystyle V_ {C}}$${\ displaystyle V_ {N}}$

Stosunki C / N są często określane w decybelach (dB):

${\ Displaystyle \ mathrm {CNR_ {dB}} = 10 \ log _ {10} \ lewo ({\ Frac {C} {N}} \ prawej) = C_ {dBm} -N_ {dBm}}$

lub pod względem napięcia:

${\ Displaystyle \ mathrm {CNR_ {dB}} = 10 \ log _ {10} \ lewo ({\ Frac {V_ {C}} {V_ {N}}} \ prawej) ^ {2} = 20 \ log _ {10} \ left ({\ frac {V_ {C}} {V_ {N}}} \ right)}$

Pomiary i oszacowanie

Stosunek C / N jest mierzony w sposób podobny do sposobu pomiaru stosunku sygnału do szumu ( S / N ), a obie specyfikacje podają jakość kanału komunikacyjnego.

W znanym twierdzeniem Shannona-Hartley The C / N stosunek jest równoważna S / N proporcji. Stosunek C / N przypomina stosunek nośnej do zakłóceń ( C / I , CIR ), a stosunek nośnej do szumu i zakłóceń , C / (N + I) lub CNIR .

Aby zoptymalizować działanie odbiornika, potrzebne są estymatory C / N. Zwykle łatwiej jest zmierzyć moc całkowitą niż stosunek mocy sygnału do mocy szumu (lub gęstości widmowej mocy szumu), i dlatego techniki szacowania CNR są aktualne i ważne.

Stosunek gęstości nośnej do szumu

W łączności satelitarnej , stosunek nośnej do gęstości szumu ( C / N ₀ ) to stosunek z nośnika energii C do gęstości mocy szumu N ₀ , wyrażoną w dB-Hz . Biorąc pod uwagę tylko odbiornik jako źródło szumu, nazywa się to stosunkiem gęstości szumu nośnej do odbiornika .

Określa, czy odbiornik może zsynchronizować się z nośną i czy można odzyskać informacje zakodowane w sygnale , biorąc pod uwagę ilość szumu obecnego w odebranym sygnale. Stosunek gęstości szumów nośnej do odbiornika jest zwykle wyrażany w dBHz .

Gęstość mocy szumu, N ₀ = kT , to moc szumowa odbiornika na herc , którą można zapisać jako stałą k Boltzmanna (w dżulach na kelwin ) i temperaturę szumu T (w kelwinach).

Zobacz też

• C / I: stosunek nośnej do interferencji
• E _b / N ₀ (energia na bit w stosunku do gęstości widmowej mocy szumów)
• E _s / N ₀ (energia na symbol w stosunku do gęstości widmowej mocy szumu)
• Stosunek sygnału do zakłóceń (SIR lub S / I )
• Stosunek sygnału do szumu (SNR lub S / N )
• SINAD (stosunek sygnał plus szum plus zniekształcenie do szum plus zniekształcenie)

Bibliografia

 Ten artykuł zawiera materiały należące do  domeny publicznej z dokumentu General Services Administration : „Federal Standard 1037C” .(wsparcie MIL-STD-188 )

Dalsza lektura

• Transmisja cyfrowa: stosunek nośnej do szumu, stosunek sygnału do szumu i współczynnik błędu modulacji w maszynie Wayback (zarchiwizowane 4 marca 2016 r.)
• Pomiar siły sygnału GNSS