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  1. 2015.09.19 Eb/No 정의, BER-Eb/No 곡선 사용 이유, C/N과 Eb/No 상호변환관계
  2. 2015.09.14 잡음지수와 신호대잡음비간의 관계

Eb/No비는 무엇인지 정의하고, 각종 디지털통신 변조방식의 성능평가에 있어서BER-C/N곡선대신에 BER-Eb/No곡선사용하는 이유를 설명하고 , C/N과 Eb/No상호변환 관계를 수학적으로 설명

 

 

1. Eb/No 정의

2. 아날로그 통신 및 디지털 통신 신호의 차이

3. C/N과 Eb/No의 비교

4. C/N과 Eb/No의 수학적 상호변환 관계

5. 디지털 통신시스템에서 Eb/No의 의미

 

 

1. Eb/No 정의

 - Eb/No 디지털 통신의 성능평가 기준으로 비트에너지 대 잡음전력 스펙트럼 밀도의 비임

 - Eb/No는 아날로그 통신시스템의 주요 성능평가 특성인 SNR을 정규화한 것

 - Eb: 비트 에너지는 비트 시간(Tb)과 신호 전력(S)과의 곱

              Eb=비트시간*신호전력=Tb*S=(1/비트전송률)*S=S/Rb

 - No: 잡음전력 스펙트럼 밀도, 즉 잡음 전력(N)을 대역폭(W)으로 나눈 값

              No=N/W

 - Eb/No는 단위 대역폭당 잡음 전력에 대해 필요한 비트당 에너지를 표시하는 파라미터임

 

2. 아날로그 통신 및 디지털 통신 신호의 차이

구분 

 신호 형태

 내용

 아날로그 통신

 

 

 주기적인 아날로그 파형은 전력신호임

 전력신호는 무한 크기의 에너지를 가짐

 에너지는 아날로그 파형을 특정 지을 수 없음

 아날로그 통신에서는 신호 전력 S가 유용한 척도

 디지털 통신

 

 

디지털 신호는 비주기적인 신호 

디지털 신호의 평균전력은 0이므로(무한대의 시간으로 나누므로) 전력은 디지털 파형을 특정 지을 수 없음

 디지털 통신에서는 전력보다는 에너지가 보다 유용한 척도가 됨

 수신 에너지가 디지털 파형을 특징 지음

 

<참조>

 

3. C/N과 Eb/No의 비교

 가. C/N

   - C/N은 캐리어 전력과 잡음 전력의 비임

 

 나. Eb/No

 - Eb/No는 단위 대역폭당 잡음 전력에 대해 필요한 비트당 에너지를 표시하는 파라미터임

 - C/N과 Eb/No의 정의에서 볼 수 있듯이 Eb/No는 비트당의 에너지를 나타내므로 디지털통신 변조방식들의 성능을 비교하는데 더 적합함(QPSK의 경우 한 개의 심볼에 2개의 비트 전송이 가능하고 16QAM의 경우는 4개의 비트 전송 가능)

 - C/N가 높더라도 내부에 잡음이 많이 섞여 있는 경우 BER이 높음, 이는 C/N가 디지털 변조 방식의 성능을 평가하는데 한계가 있음을 의미

 

 

 

4. C/N과 Eb/No의 수학적 상호변환 관계

 

 

5. 디지털 통신시스템에서 Eb/No의 의미

  - 디지털 통신시스템에서 SNR값

  - 수신기 입력단에서 측정되는 값이고, 얼마나 수신 신호가 양질의 신호인지를 파악하는 기본 척도로 이용됨

  - 각각의 변조방식마다 다른 BER versus Eb/No 값을 보임(Eb/No과 BER 사이에는 Trade-off 발생)

 

http://www.linuxtv.org/wiki/index.php/File:Est_BER_vs_EbN0.png

 

  - 요구되는 BER 값에 따라 Eb/No 값이 결정되면 수신기에서 요구되는 C/N 값이 도출가능하고, 이 값을 가지고 필요한 송신기 파워를 결정할 수 있음

  - 즉, 이 그래프는 주어진 RF 송신 파워에 따라 디지털 링크에서 얻을 수 있는 최대 성능(도달할 수 있는 BER값)을 보여줌

  - 통신시스템 관점에서 Eb/No가 최소가 되도록 시스템을 설계하고 운용하는 것이 목적

  - 즉, 요구되는 Eb/No가 적을수록 검출과정 등이 더 효율적이라고 할 수 있음 

 

 

<참조>

CNR(Carrier to Noise Ratio)

 - 아날로그 시스템의 성능은 신호대 잡음비(SNR)로 평가하고, 디지털 시스템의 성능은 반송파대 잡음비(C/N)이나 비트 에러율(BER)로 평가 함

 

 

Eb_No.pdf

 

SN CN EbNo.pdf

 

presentation_BERandMER.pdf

 

http://cafe.naver.com/jungbomaster/3825

https://cdn.shopify.com/s/files/1/0131/9432/files/presentation_BERandMER.pdf


 


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1. 개요

2. 신호대잡음비(S/N 또는 SNR, Signal to Noise power Ratio )

3. 잡음지수(NF, Noise Figure)

4. 다단 증폭기의 종합잡음지수

 

 

 

1. 개요

 - 아날로그통신은 성능을 평가할 때 전송과정에서 신호가 변형되거나 잡음이 부가되기 때문에 신호의 평균전력만을 고려하는 것은 큰 의미가 없음

 - 전송과정에서 신호전력뿐만 아니라 잡음전력도 부가되기 때문에 이들의 비를 평가하는 것이 중요

 - 따라서, 아날로그 통신에서는 SNR, NF를 평가 척도로 활용(디지털 통신시스템에서는 Eb/No를 사용한다)


2. 신호대잡음비(S/N 또는 SNR, Signal to Noise power Ratio )

 - 신호대잡음비는 신호 대 잡음의 상대적인 크기를 측정할 때 사용

 - 들어오는 신호의 평균전력을 S라 하고, 잡음의 평균전력을 N이라 하면 신호대 잡음비는 아래와 같이 표현됨

                                            S/N=10*log10(S/N)

 - 만약 S=N이면, S/N=0이 됨, 이 경우에는 잡음의 수준이 신호와 심하게 맞서기 때문에 신호경계를 읽을 수 없게 됨

 - 가장 이상적인 것은, S가 N보다 커서 S/N이 양수가 되는 경우임


3. 잡음지수(NF, Noise Figure)

  - 잡음지수는 어떤 시스템이나 회로블럭을 신호가 지나면서, 얼마나 잡음이 추가되었느냐를 나타내는 지표임

  - 잡음팩터는 단순히 입력의 SNR을 출력의 SNR로 나눈 값

  - 우리가 주로 사용하는 NF는 Noise factor를 dB 스케일로 나타낸 것임

  - 잡음지수는 어떤 회로나 시스템을 통과하고 나면 항상 잡음이 늘어나기 때문에 출력 SNR은 입력 SNR보다 항상 작으며, 0보다 항상 큰 값을 가진다

  - 잡음 지수가 적을수록 시스템에서 부가되는 잡음의 양이 적음을 의미


4. 다단 증폭기의 종합잡음지수

 

 - G1, G2, G3.....Gn은 각 단의 이득을 의미하며, F1, F2, F3......Fn은 각 단의 NF(Noise Figure) 값을 의미함

  - 일반적으로 NF는 dB단위로 표현함

  - 종속으로 연결된 증폭기의 전체 잡음지수는 초단 증폭기의 잡음지수에 의해 결정됨

  - 그러므로 수신기에서는 초단 증폭기를 주로 저잡음 증폭기(LNA)를 사용


 

 


 

http://cafe.naver.com/ipte4/197 

http://www.rfdh.com/rfdb/nf.htm

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