Eb/No   Energy Per Bit to Noise Spectral Density Ratio, Bit Energy   잡음전력밀도에 대한 비트에너지의 비, 비트 에너지 대 잡음 비

(2020-06-06)

Eb, Energy Per Bit, 비트당 에너지, 비트 에너지


1. Eb (정보 비트신호 에너지)비트 수준의 에너지로써,
     - 신호의 제곱을 관측하려는 시간 만큼 적분한 것 

  ㅇ 例) 펄스 신호에 대한 비트 에너지 계산 例
     


2. Eb, No, Eb/No

  ㅇ Eb : 비트에너지 (Energy Per Bit ) 
     - 비트 에너지비트 시간(Tb)과 신호 전력(S)과의 곱이므로,
        .  Eb = 비트시간 x 신호전력 = Tb x S = (1/비트전송률) x S = S / Rb

  ㅇ No : 잡음 전력 스펙트럼 밀도 (Noise Power Spectral Density)
     - 잡음 전력(N)을 수신기대역폭(W)으로 나눈 값
        .  No = N / W
     - 주로, `검파 방식`과 `수신기잡음지수` 등에 의해 결정되는 값임

  ㅇ Eb/No : 잡음전력밀도에 대한 비트에너지의 比
     - 비트 수준의 에너지와 잡음전력을 관련시킨 차원(단위)이 없는 比
        . 아날로그통신에서 많이 쓰이는 S/N 비와 유사하게,
        . 디지털통신시스템 성능 평가시에 주로 기준이되는 량

     - Eb/No는 아날로그 통신시스템의 주요 성능평가 특성인 S/N 비정규화한 것
         
        . Eb는, 신호전력(S)을 비트율(Rb)로 정규화한 것
        . No는, 잡음전력(N)을 대역폭(W)으로 정규화한 것


3. Eb 및 Eb/No 의의

  ㅇ Eb (비트 에너지)
     - 디지털 통신시스템 간 비교를 위해 종종 사용되는 신호 크기의 단위
        . 어떤 통신시스템이 고정된 잡음 크기 하에서, 더 작은 Eb로 같은 성능을 보이면,
          이는 전력효율적인 통신 방식이라고 할 수 있음

     - 만일 주어진 조건에서, 단지 펄스 폭(비트 주기) 만을 작게 한다면, 
        . 이때, Eb는 감소되나, 비트 에러에 취약해지고, 또한 대역폭이 증가됨
        . 따라서, 채널부호화에 의한 에러제어를 통해 비트 에러에 강건토록 해야 함

  ㅇ Eb/No (잡음 전력 밀도 대비 비트 에너지)
     - 디지털통신시스템 설계/운용 목표 => Eb/No의 최소화                ☞ 오류확률 참조
        . 통신시스템 관점에서 Eb/No가 최소가 되도록 시스템을 설계하고 운용하는 것이 목적
        . 결국, 요구되는 Eb/No가 작을수록 검출 과정등이 더 효율적이라고 할 수 있음


4.  S/N 및 Eb/No  비교 

  ㅇ 유용한 비교 척도
     - 아날로그 통신에서는, 전력이 유용한 척도가 될 수 있으나, (☞ 전력 신호)
     - 디지털 통신에서는, 전력 보다는 에너지가 보다 유용한 척도가 됨. (☞ 에너지 신호)

  ㅇ S/N 및 Eb/No (복극 NRZ 신호를 기준하면)
     



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