什么是传输带宽和系统温度?
本文讨论了无线链路的两个更重要的性能参数——传输带宽和系统温度。
传输带宽的定义
高带宽可以实现高数据速率。众所周知,信号的传输带宽受分配信道带宽的限制。数据速率的提高并不一定仅仅取决于较大的信道带宽。
Higher the bandwidth, higher is the data rate.
我们还可以使用有效的调制技术,例如 M 进制调制,来实现高数据速率。例如,OFDM 在平坦衰落信道条件下非常实用。由于实时可用的信道带宽始终有限,因此我们在信号传输之前在发射机处进行压缩。
每个无线通信系统都会存在一定量的信道噪声;但是,不同环境的噪声会有所不同。随着信道带宽的增加,噪声功率电平也会增加,这会改变信噪比 (SNR)。噪声功率表示为
$$N_{p}(瓦特)=kTB=N_{0}B$$
k 是玻尔兹曼常数,B 是信道带宽,N0 是噪声的功率谱密度 (PSD),T 是开尔文 (K) 中的系统温度。
从上述关系中,我们可以观察到,随着信道带宽 B 的增加(或者由于信号传输带宽的值较高而保持较高的信道带宽),噪声功率也会线性增加。信噪比的表达式为
$$SNR=\frac{S_{p}}{N_{p}};\:SNR(dB)=10log_{10}\frac{S_{p}}{N_{p}}$$
随着噪声功率的增加,SNR 会发生变化。如果信道已经太嘈杂并且信道带宽很高,则信号可能会淹没在噪声中,最终使接收器无法检测和解码信号。
As channel bandwidth is maintained higher and higher, The noise power increases and consequently, both the
系统温度——无线设计参数
噪声功率也与系统温度呈线性关系。如果系统工作温度加倍,噪声功率也会加倍,并且 SNR 会发生变化。SNR 会降低。
$$噪声功率(N_{p})=N_{0}B=kT_{s}B$$
在等式中,TS 是系统温度,k 是玻尔兹曼常数。k 和 TS 的乘积称为功率谱密度。
As the system temperature increases, the noise power
带解答的数值示例问题
无线信道噪声的功率谱密度为 2 x 10-7W/Hz。传输带宽为 2 MHz。计算通信系统的噪声功率。
答案 − 噪声功率表示为噪声功率谱密度和系统带宽的乘积。根据给定的数据,我们确定噪声功率如下:
$$N_{p}=N_{0}B=(2\times\:10^{-7})(\frac{W}{Hz}).(2\times\:10^{6})Hz$$
$$N_{p}=4\times\:10^{-1}W=0.4W$$