Relación portadora-ruido

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En telecomunicaciones , la relación portadora-ruido , a menudo escrita CNR o C/N , es la relación señal-ruido (SNR) de una señal modulada . El término se utiliza para distinguir la CNR de la señal de banda de paso de radiofrecuencia de la SNR de una señal de mensaje de banda base analógica después de la demodulación . Por ejemplo, con radio FM, la intensidad de la portadora de 100 MHz con modulaciones se consideraría para la CNR, mientras que la señal de mensaje analógica de frecuencia de audio sería para la SNR; en cada caso, comparada con el ruido aparente. Si esta distinción no es necesaria, a menudo se utiliza el término SNR en lugar de CNR, con la misma definición.

Las señales moduladas digitalmente (por ejemplo, QAM o PSK ) están formadas básicamente por dos portadoras de onda continua (las 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 las componentes I y Q. Es por esta razón que, 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 baja tasa de error de bits (BER) de una señal de mensaje digital o una alta SNR de una señal de mensaje analógico.

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:

${\displaystyle \mathrm {CNR} ={\frac {C}{N}}}$.

Cuando tanto la portadora como el ruido se miden a través de la misma impedancia , esta relación se puede expresar de manera equivalente como:

${\displaystyle \mathrm {CNR} =\left({\frac {V_{C}}{V_{N}}}\right)^{2}}$,

donde y son los niveles de voltaje cuadrático medio (RMS) de la señal portadora y el ruido respectivamente.$Estilo de visualización V_{C}$$Estilo de visualización V_ {N}}$

Las relaciones C / N suelen especificarse en decibelios (dB):

${\displaystyle \mathrm {CNR_{dB}} = 10\log _{10}\left({\frac {C}{N}}\right)=C_{dBm}-N_{dBm}}$

o en términos de voltaje:

${\displaystyle \mathrm {CNR_{dB}} = 10\log _{10}\left({\frac {V_{C}}{V_{N}}}\right)^{2}=20\log _{10}\left({\frac {V_{C}}{V_{N}}}\right)}$

La relación C/N se mide de manera similar a como 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 relación C/N es equivalente a la relación S/N . La relación C/N se asemeja a la relación portadora-interferencia ( C/I , CIR ) y a 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 la densidad espectral de la potencia del ruido), y es por eso que las técnicas de estimación de CNR son oportunas e importantes.

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En las comunicaciones por satélite , la relación portadora/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/densidad de ruido del receptor .

Determina si un receptor puede captar la señal portadora y si se puede recuperar la información codificada en la señal , dada la cantidad de ruido presente en la señal recibida. La relación de densidad de ruido entre la portadora y el receptor se expresa generalmente en dB-Hz .

La densidad de potencia de ruido, N ₀ = kT , es la potencia de ruido del receptor por hercio , que puede escribirse en términos de la constante de Boltzmann k (en julios por kelvin ) y la temperatura de ruido T (en kelvin).

• C/I: relación portadora-interferencia
• E _b /N ₀ (energía por bit relativa a la densidad espectral de potencia del ruido)
• E _s /N ₀ (energía por símbolo relativa a la densidad espectral de potencia del ruido)
• Relación señal-interferencia (SIR o S / I )
• Relación señal-ruido (SNR o S / N )
• SINAD (relación señal-ruido-más-distorsión con ruido-más-distorsión)

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• Transmisión digital: relación portadora-ruido, relación señal-ruido y relación de error de modulación en Wayback Machine (archivado el 4 de marzo de 2016)
• Medición de la intensidad de la señal GNSS