什麼是傳輸頻寬和系統溫度?


本文討論了無線鏈路的兩個更重要的效能引數——傳輸頻寬和系統溫度。

傳輸頻寬的定義

高頻寬可以實現高資料速率。眾所周知,訊號的傳輸頻寬受分配通道頻寬的限制。資料速率的提高並不一定僅僅取決於較大的通道頻寬。

Higher the bandwidth, higher is the data rate.

我們還可以使用有效的調製技術,例如 M 進位制調製,來實現高資料速率。例如,OFDM 在平坦衰落通道條件下非常實用。由於即時可用的通道頻寬始終有限,因此我們在訊號傳輸之前在發射機處進行壓縮。

每個無線通訊系統都會存在一定量的通道噪聲;但是,不同環境的噪聲會有所不同。隨著通道頻寬的增加,噪聲功率電平也會增加,這會改變信噪比 (SNR)。噪聲功率表示為

$$N_{p}(瓦特)=kTB=N_{0}B$$

k 是玻爾茲曼常數,B 是通道頻寬,N0 是噪聲的功率譜密度 (PSD),T 是開爾文 (K) 中的系統溫度。

從上述關係中,我們可以觀察到,隨著通道頻寬 B 的增加(或者由於訊號傳輸頻寬的值較高而保持較高的通道頻寬),噪聲功率也會線性增加。信噪比的表示式為

$$SNR=\frac{S_{p}}{N_{p}};\:SNR(dB)=10log_{10}\frac{S_{p}}{N_{p}}$$

隨著噪聲功率的增加,SNR 會發生變化。如果通道已經太嘈雜並且通道頻寬很高,則訊號可能會淹沒在噪聲中,最終使接收器無法檢測和解碼訊號。

As channel bandwidth is maintained higher and higher,
The noise power increases and consequently, both the

系統溫度——無線設計引數

噪聲功率也與系統溫度呈線性關係。如果系統工作溫度加倍,噪聲功率也會加倍,並且 SNR 會發生變化。SNR 會降低。

$$噪聲功率(N_{p})=N_{0}B=kT_{s}B$$

在等式中,TS 是系統溫度,k 是玻爾茲曼常數。k 和 TS 的乘積稱為功率譜密度。

As the system temperature increases, the noise power

帶解答的數值示例問題

無線通道噪聲的功率譜密度為 2 x 10-7W/Hz。傳輸頻寬為 2 MHz。計算通訊系統的噪聲功率。

答案 − 噪聲功率表示為噪聲功率譜密度和系統頻寬的乘積。根據給定的資料,我們確定噪聲功率如下:

$$N_{p}=N_{0}B=(2\times\:10^{-7})(\frac{W}{Hz}).(2\times\:10^{6})Hz$$

$$N_{p}=4\times\:10^{-1}W=0.4W$$

更新於:2021年6月23日

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