Mib/N0 – Wikipedia


Misura del rapporto segnale-rumore normalizzato

Tasso di errore bit (BER) rispetto a curve per diversi modulazione digitale metodi è un esempio di applicazione comune di . Ecco un AWGN si presuppone il canale.

In comunicazione digitale O trasmissione dati, (rapporto tra energia per bit e densità spettrale della potenza del rumore) è normalizzato rapporto segnale-rumore (SNR), nota anche come “SNR per bit”. È particolarmente utile quando si confrontano i tasso di errore in bit (BER) prestazioni di diversi digitali modulazione senza tenere conto della larghezza di banda.

Come suggerisce la descrizione, è l’energia del segnale associata a ciascun bit di dati utente; è uguale alla potenza del segnale divisa per il bit rate dell’utente (non il tasso di simbolo del canale). Se la potenza del segnale è in watt e la velocità in bit è in bit al secondo, è in unità di joule (watt-secondo). è il densità spettrale del rumorela potenza del rumore in una larghezza di banda di 1 Hz, misurata in watt per hertz o joule.

Queste sono le stesse unità di quindi il rapporto È senza dimensione; è spesso espresso in decibel. indica direttamente l’efficienza energetica del sistema indipendentemente dal tipo di modulazione, dalla codifica di correzione degli errori o dalla larghezza di banda del segnale (incluso qualsiasi utilizzo di spettro diffuso). Ciò evita anche qualsiasi confusione in merito Quale di diverse definizioni di “larghezza di banda” da applicare al segnale.

Ma quando la larghezza di banda del segnale è ben definita, è anche uguale al rapporto segnale-rumore (SNR) in quella larghezza di banda divisa per il “lordo” collegare l’efficienza spettrale In bit/s⋅Hzdove i bit in questo contesto si riferiscono nuovamente a bit di dati utente, indipendentemente dalle informazioni di correzione degli errori e dal tipo di modulazione.(1)

deve essere utilizzato con cautela su canali con interferenze limitate poiché il rumore bianco additivo (con densità di rumore costante ) si presuppone e l’interferenza non è sempre simile al rumore. In spettro diffuso sistemi (ad es. CDMA), l’interferenza È sufficientemente simile al rumore da poter essere rappresentato come e aggiunto al rumore termico per produrre il rapporto complessivo .

Relazione con il rapporto portante/rumore(modificare)

è strettamente correlato a rapporto portante/rumore (CNR o ), cioè il rapporto segnale-rumore (SNR) del segnale ricevuto, dopo il filtro del ricevitore ma prima del rilevamento:

Dove
è la velocità dati del canale (velocità in bit netta) E
B è la larghezza di banda del canale.

L’espressione equivalente in forma logaritmica (dB):

Attenzione: a volte la potenza del rumore è indicata con quando frequenze negative ed equivalenti a valori complessi banda base vengono considerati i segnali piuttosto che banda passante segnali e in tal caso ci sarà una differenza di 3 dB.

In relazione a ES/N0(modificare)

può essere visto come una misura normalizzata di energia per simbolo alla densità spettrale della potenza del rumore ():

Dove è l’energia per simbolo in joule e ρ è il nominale efficienza spettrale in (bit/s)/Hz.(2) è anche comunemente usato nell’analisi degli schemi di modulazione digitale. I due quozienti sono legati tra loro nel modo seguente:

Dove M è il numero di simboli di modulazione alternativi, ad es per QPSK e per 8PSK.

Questa è l’energia per bit, non l’energia per bit di informazione.

può essere ulteriormente espresso come:

Dove
è il rapporto portante/rumore O rapporto segnale-rumore,
B è la larghezza di banda del canale in hertz e
è il tasso di simbolo in baud o simboli al secondo.

Limite di Shannon(modificare)

IL Teorema di Shannon-Hartley dice che è il limite dell’affidabilità tasso di informazione (velocità dati esclusi i codici di correzione errori) di un canale dipende dalla larghezza di banda e dal rapporto segnale-rumore secondo:

Dove
IO è il tasso di informazione In bit al secondo escluso codici di correzione degli errori,
B è il larghezza di banda del canale in hertz,
S è la potenza totale del segnale (equivalente alla potenza della portante C), E
N è la potenza di rumore totale nella larghezza di banda.

Questa equazione può essere utilizzata per stabilire un limite per qualsiasi sistema che raggiunga una comunicazione affidabile, considerando un bit rate lordo R pari al bit rate netto IO e quindi un’energia media per bit di con densità spettrale del rumore pari a . Per questo calcolo è consuetudine definire un tasso normalizzato un parametro di utilizzo della larghezza di banda di bit al secondo per mezzo hertz o bit per dimensione (un segnale di larghezza di banda B può essere codificato con dimensioni, secondo il Teorema del campionamento di Nyquist-Shannon). Facendo le opportune sostituzioni, il limite di Shannon è:

Il che può essere risolto per vincolare il limite di Shannon :

è vicino allo zero, il limite, a volte chiamato limite ultimo di Shannon,(3) È:

dB.

Si applica questo limite spesso citato di −1,59 dB soltanto al caso teorico di larghezza di banda infinita. Il limite di Shannon per i segnali a larghezza di banda finita è sempre più elevato.

Tasso di interruzione(modificare)

Per ogni dato sistema di codifica e decodificazione esiste ciò che è noto come a tasso di interruzione tipicamente corrispondente ad an circa 2 dB sopra il limite di capacità di Shannon.(citazione necessaria)Il tasso di interruzione era considerato il limite pratico codici di correzione errori senza un aumento illimitato della complessità di elaborazione, ma è stato reso in gran parte obsoleto dalla più recente scoperta di codici turbo E controllo di parità a bassa densit (LDPC).

Riferimenti(modificare)

link esterno(modificare)

  • EB/N0 Spiegato. Un articolo introduttivo su




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