En telecomunicaciones , la relación portadora-ruido , a menudo escrita como CNR o C / N , es la relación señal-ruido (SNR) de una señal modulada . El término se usa para distinguir el CNR de la señal de banda de paso de radiofrecuencia del SNR de una señal de mensaje de banda base analógica después de la demodulación , por ejemplo, una señal de mensaje analógico de frecuencia de audio. Si esta distinción no es necesaria, el término SNR se usa a menudo en lugar de CNR, con la misma definición.
Las señales moduladas digitalmente (por ejemplo, QAM o PSK ) están formadas básicamente por dos portadoras de CW (los componentes I y Q , que son portadoras desfasadas). De hecho, la información (bits o símbolos) se transporta mediante combinaciones dadas de fase y / o amplitud de los componentes I y Q. Por esta razón, en el contexto de las modulaciones digitales, las señales moduladas digitalmente se denominan normalmente portadoras. Por lo tanto, se prefiere el término relación portadora / ruido (CNR), en lugar de relación señal / ruido (SNR), para expresar la calidad de la señal cuando la señal ha sido modulada digitalmente.
Las relaciones C / N altas proporcionan una buena calidad de recepción, por ejemplo, una tasa de error de bits baja (BER) de una señal de mensaje digital o una SNR alta de una señal de mensaje analógica.
Definición
La relación portadora / ruido se define como la relación entre la potencia de la señal portadora modulada recibida C y la potencia de ruido recibida N después de los filtros del receptor:
- .
Cuando tanto la portadora como el ruido se miden a través de la misma impedancia , esta relación se puede dar de manera equivalente como:
- ,
dónde y son los niveles de voltaje de la raíz cuadrada media (RMS) de la señal portadora y el ruido, respectivamente.
Las relaciones C / N a menudo se especifican en decibelios (dB):
o en términos de voltaje:
Medidas y estimación
La relación C / N se mide de manera similar a la forma en que se mide la relación señal / ruido ( S / N ), y ambas especificaciones dan una indicación de la calidad de un canal de comunicaciones.
En el famoso teorema de Shannon-Hartley , la C / N relación es equivalente a la S / N ratio. La relación C / N se asemeja a la relación portadora / interferencia ( C / I , CIR ) y la relación portadora / ruido e interferencia , C / (N + I) o CNIR .
Se necesitan estimadores de C / N para optimizar el rendimiento del receptor. [1] Normalmente, es más fácil medir la potencia total que la relación entre la potencia de la señal y la potencia del ruido (o densidad espectral de la potencia del ruido), y es por eso que las técnicas de estimación de CNR son oportunas e importantes.
Relación portadora / densidad de ruido
En las comunicaciones por satélite , la relación entre la portadora y la densidad de ruido ( C / N 0 ) es la relación entre la potencia de la portadora C y la densidad de potencia de ruido N 0 , expresada en dB-Hz . Cuando se considera solo el receptor como fuente de ruido, se denomina relación portadora-receptor-densidad de ruido .
Determina si un receptor puede conectarse con la portadora y si la información codificada en la señal se puede recuperar, dada la cantidad de ruido presente en la señal recibida. La relación de densidad de ruido portadora a receptor se expresa generalmente en dBHz .
La densidad de potencia de ruido, N 0 = kT , es la potencia de ruido del receptor por hertz , que se puede escribir en términos de la constante de Boltzmann k (en julios por kelvin ) y la temperatura de ruido T (en kelvins).
Ver también
- C / I: relación portadora / interferencia
- E b / N 0 (energía por bit relativa a la densidad espectral de potencia de ruido)
- E s / N 0 (energía por símbolo relativa a la densidad espectral de potencia de ruido)
- Relación señal-interferencia (SIR o S / I )
- Relación señal-ruido (SNR o S / N )
- SINAD (relación de señal más ruido más distorsión a ruido más distorsión)
Referencias
- ^ Islam, AKM Najmul; Lohan, ES; Renfors, M. (marzo de 2008). "Estimadores CNR basados en momentos para señal modulada BOC / BPSK para Galileo / GPS". 2008 V Taller de Posicionamiento, Navegación y Comunicación . págs. 129-136. doi : 10.1109 / WPNC.2008.4510366 . ISBN 978-1-4244-1798-8.
Este artículo incorpora material de dominio público del documento de la Administración de Servicios Generales : "Norma Federal 1037C" .(en apoyo de MIL-STD-188 )
Otras lecturas
- Transmisión digital: relación portadora / ruido, relación señal / ruido y relación de error de modulación en la Wayback Machine (archivado el 4 de marzo de 2016)
- Medición de la intensidad de la señal GNSS