网站建设接单吧,菏泽市建设银行网站,甘肃县门户网站建设方案,长沙专业做网站较好的公司文章目录前言一、SNR与EbN0二、0.1nmOSNR1、波长宽度与带宽的换算2、0.1nmOSNR2.1、单极化信号2.2、双极化信号总结前言
无论是无线通信、光通信或者可见光通信系统中#xff0c;我们经常会遇到信噪比的概念#xff0c;但大多数#xff0c;我们用的都是信号与噪声功率比我们经常会遇到信噪比的概念但大多数我们用的都是信号与噪声功率比SNR例如MATLAB中的awgn函数其中的一个参数就是SNR。其中“S”是信号的总能量“N是噪声的总功率。但是有时候我们想将能量和噪声功率比值拓展到比特的等级这个时候EbN0的概念就非常重要了。 在光纤通信系统中时常又会用到0.1nm的OSNR那这个又是什么概念呢 一、SNR与EbN0
Eb是每个bit的能量; N0是噪声的功率谱密度; 注意我们还需要注意对数形式的比值与线性比值即线性比值与dB的换算。 公式(1) XlogdB10log10(Xlin)X_{log}dB 10log_{10}(X_{lin})XlogdB10log10(Xlin) 其中XlogX_{log}Xlog表示对数形式的比值而XlinX_{lin}Xlin表示线性形式的比值。 假设每个符号的能量为1注意符号是由bit组成的根据不同的调制格式每个bit的能量会不一样例如对于QPSK符号适用于光纤通信中单极化QPSK符号和无线通信中的QPSK符号每个bit的能量为0.5因为。每两个bit组成一个QPSK信号。对于光纤通信中双极化QPSK信号每个比特的能量为0.25。 以下会使用EbN0_dB和EbN0_lin分别表示对数形式和线性形式 SNR的线性公式为 公式(2) SNRlinEb×BitRateN0×BaudRateSNR_{lin}\frac{E_b\times BitRate}{N_0\times BaudRate}SNRlinN0×BaudRateEb×BitRate EbN0×BitRateBaudRate\frac{E_b}{N_0} \times \frac{BitRate}{BaudRate}N0Eb×BaudRateBitRate 所以SNR的对数公式为 公式(3) SNRdB10log10(EbN0)10log10(BitRateBaudRate)SNR_{dB}10log_{10}(\frac{E_b}{N_0})10log_{10}(\frac{BitRate}{BaudRate})SNRdB10log10(N0Eb)10log10(BaudRateBitRate) EbN0dB10log10(k)E_bN_{0dB}10log_{10}(k)EbN0dB10log10(k) 对于QAM信号来说其中k是符号阶数。例如对于QPSK符号而言k2对于16QAM而言k4对于64QAM而言k6这样就可以实现EbN0与SNR的互相转换了。 二、0.1nmOSNR
1、波长宽度与带宽的换算
在光纤通信系统中处于C波段的光中心波长一般为1550nm。那么一定宽度的波长与一定宽度的频带宽度是如何对应的呢具体的如以下公式所示 公式(4) Δfcλ2Δλ\Delta f \frac{c}{\lambda ^2} \Delta \lambdaΔfλ2cΔλ 其中c是光速而λ\lambdaλ是中心波长在大多数光纤通信系统中用的是1550nm而Δf\Delta fΔf是频率宽度Δλ\Delta \lambdaΔλ是波长宽度。例如对于光速为299792458m/s波长宽度为0.1nm则频率宽度为12.5GHz这也是0.1nm/12.5GHz相互对应的由来。
2、0.1nmOSNR
2.1、单极化信号
光纤通信系统中对于只有单个极化的符号它的0.1nmOSNR只需要将公式(2)中的波特率改成12.5GHz就可以具体参考公式(5)。 公式(5) 0.1nmOSNRlinEb×BitRateN0×12.5GHz0.1nmOSNR_{lin}\frac{E_b\times BitRate}{N_0\times 12.5GHz}0.1nmOSNRlinN0×12.5GHzEb×BitRate 2.2、双极化信号
对于双极化信号而言每个极化方向都会有噪声的影响因此其分母的噪声功率谱密度会变为2N02N_02N0所以对于x极化方向的0.1nmOSNR为 公式(6) 0.1nmOSNRlin.PolxEb×BitRate2N0×12.5GHz0.1nmOSNR_{lin}.Polx\frac{E_b\times BitRate}{2N_0\times 12.5GHz}0.1nmOSNRlin.Polx2N0×12.5GHzEb×BitRate 对于y极化方向的0.1nmOSNR为 公式(7) 0.1nmOSNRlin.PolyEb×BitRate2N0×12.5GHz0.1nmOSNR_{lin}.Poly\frac{E_b\times BitRate}{2N_0\times 12.5GHz}0.1nmOSNRlin.Poly2N0×12.5GHzEb×BitRate 但是在双极化符号的能量的计算过程中要特别注意到EbE_bEb的值与单极化中EbE_bEb的值不同具体为 公式(8) Eb单极化2Eb双极化E_b单极化2 E_b双极化Eb单极化2Eb双极化 总结
在本篇博文中公式推导并分析了EbN0、SNR和0.1nmOSNR的区别与联系这会使得大家对这些概念更加清晰。
