| Стоимость "обучения" |
Преподаватель
Спонсор: D-Link
Вы можете этот курс.
Опубликован: 20.09.2007 | Уровень: специалист | Доступ: свободно
Лекция 12:
Отношение "сигнал-шум" в цифровых системах связи. Построение антенно-фидерных трактов и радиосистем с внешними антеннами
Аннотация: Заключительная лекция курса. Довольно сложная для изучения. Характерно множество формул, математических расчетов и примеров. Уделено внимание расчету дальности работы беспроводного канала связи, зависимости чувствительности от скорости передачи данных, проводится расчет зон Френеля. Очень хорошо и доступно описано построение антенно-фидерных трактов и радиосистем с внешними антеннами. Множество рисунков, фотографий и схем делают материал лекции более доступным.
Ключевые слова: отношение, бит, мощность, скорость передачи, значение, loss, 802.11a, SOM, system operation, затухание сигнала, расстояние, NCS
Отношение "сигнал-шум" в цифровых системах связи
Очень важной характеристикой производительности цифровых систем связи является отношение "сигнал-шум".
Отношение "сигнал-шум" - это отношение энергии сигнала на 1 бит к плотности мощности шумов на 1 герц ( 
). Рассмотрим сигнал, содержащий двоичные цифровые данные, передаваемые с определенной скоростью - R бит/с. Напомним, что 1 Вт = 1 Дж/с, и вычислим удельную энергию одного бита сигнала: Eb = STb (где S - мощность сигнала; Tb - время передачи одного бита). Скорость передачи данных R можно выразить в виде 
. Учитывая, что тепловой шум, присутствующий в полосе шириной 1 Гц, для любого устройства или проводника составляет
 |
( 12.1) |
где N0 - плотность мощности шумов в ваттах на 1 Гц полосы; k - постоянная Больцмана, 
; T - температура в Кельвинах (абсолютная температура), то, следовательно,
 |
( 12.2) |
Отношение имеет большое практическое значение, поскольку скорость появления ошибочных битов является (убывающей) функцией данного отношения. При известном значении , необходимом для получения желаемого уровня ошибок, можно выбирать все прочие параметры в приведенном уравнении. Следует отметить, что для сохранения требуемого значения при повышении скорости передачи данных R придется увеличивать мощность передаваемого сигнала по отношению к шуму.
Довольно часто уровень мощности шума достаточен для изменения значения одного из битов данных. Если же увеличить скорость передачи данных вдвое, биты будут "упакованы" в два раза плотнее, и тот же посторонний сигнал приведет к потере двух битов информации. Следовательно, при неизменной мощности сигнала и шума увеличение скорости передачи данных влечет за собой возрастание уровня возникновения ошибок.
Пример 12.1
Рассмотрим метод кодирования сигнала, для которого необходимо, чтобы отношение
Решение:
По формуле (12.2) находим S:
Для упрощения расчетов переведем это выражение в логарифмы:
Так как 1 Мбит = 1048576 бит, то
или
Следовательно, для того чтобы преодолеть тепловой шум, необходима мощность 35,37 дБВт.
