信噪比和载噪比

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信号的质量通常用信噪比SNR来衡量,它定义为信号功率
P_{R}
和噪声功率N之间的比率,即

SNR=\frac{P^{_{R}}}{N}

SNR没有单位,用分贝的形式表示。SNR越高,则信号的质量越好。

信噪比影响着接收机的信号捕获和跟踪性能。

电路中带电粒子的热运动形成噪声,通常将噪声功率用一个大小相同的热噪声功率所对应的温度T来表示,即

N=kTB{_{n}}

N的单位为瓦特(W),T的单位为开尔文(K),
B{_{n}}
是以赫兹为单位的噪声带宽,玻尔兹曼常数
k=1.38\times 10^{-23} J/K

由于噪声功率N和相应的信噪比与噪声带宽
B{_{n}}
有关,所以每次给定一个信噪比值,一般应当指出其所采用的的噪声带宽值。这是定义了载波噪声比
C/N_{0}
即载噪比,其大小与接收机所采用的噪声带宽
B{_{n}}
无关,有利于不同接收机新能对比。其定义如下

C/N_{0}=\frac{P_{R}}{N_{0}}

C/N_{0}
的单位为Hz或者dB.Hz,以W/Hz(或者dBW/Hz)为单位的
N_{0}
等于
N_{0}=kT


N_{0}/2
为噪声频谱功率密度。因为噪声带宽
B{_{n}}
通常代指单边频谱带宽值,所以噪声频谱功率密度也就相应地定义为
N_{0}/2
,1/2用来强调此噪声频谱功率密度值代指单边。由于信号的正负双边频带总宽为
2B{_{n}}
,因为噪声功率N就等于
N_{0}/2
乘以
2B{_{n}}
,即

N=N_{0}B_{n}

因此可以得到信噪比和载噪比的关系为:

C/N_{0}=SNR\times B_{n}

对于一般的接收机来说,
N_{0}
的典型值为-205dBW/Hz,载波L1上-160dBW的C/A码信号标称最低接收功率相当于45dB.Hz的载噪比。室外GPS接收信号的
C/N_{0}
值大致在35-55dB.Hz,其中大于40dB.Hz的一般可以视为强信号,小于28dB.Hz的则被视为弱信号。



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