MT-005噪声功率比-AnalogDevices.PDF

MT-005 指南 噪声功率比(NPR)—拥有65年历史的电话系统参数在 现代无线应用中重获新生 作者：Walt Kester 简介 噪声功率比(NPR)这个概念自频分多路复用(FDM)电话系统诞生之初即已出现。简单而 言，NPR用于衡量多通道系统中当其他通道上存在随机活动时，某个闲置通道的“安静”程 度。噪声和交调失真产物进入该闲置通道，从而降低性能。该概念最初用来检查FDM链 路中的4 kHz宽语音通道，如今，在确定多通道宽带通信系统的特性时也是有用的——但在 现代测量技术方面，存在一些重要的区别。 NPR的历史 噪声功率比测试自频分多路复用(FDM)通信系统早期时便一直在使用。在典型的FDM系统 中，许多4 kHz宽的语音通道按频率仓“叠置”在一起，通过同轴电缆、微波或卫星设备传输。 通道的数量因系统而异。一个群由12个语音通道构成，占据48 kHz 的带宽。类似地，一个 超群有60个通道，占据240 kHz的带宽，一个主群有300个通道，占据大约1.3 MHz的带宽。 超群和主群通常相结合，以构成容量更大的系统。例如，一个拥有1800个通道的系统占据 大约8 MHz的带宽。 在传输链路的接收端，FDM数据被解复用，并转换回至4 kHz的单个语音频带通道。可见， FDM信号由多个单独的语音通道构成，并通过放大器、中继器、通道处理单元等，这个 过程中会给信号带来额外的噪声和失真。贝尔电话实验室的早期研究(参考文献1)得出结 论，通道超过约100个的FDM系统中的复合信号可以通过带宽与组合FDM信号的带宽相等 的高斯噪声拟合。例如，一个拥有1800个通道的FDM信号可以由带宽为8.2 MHz的高斯噪声 拟合。 在此基础上，先假设除被测试的特定4 kHz通道以外的所有通道上都存在随机“说话人” ，这 样就可以测量一个单独语音通道上的“质量” 。因此，通过一个窄带陷波(阻带)滤波器以及 一个特别调谐的接收器(用于测量4 kHz陷波中的噪声功率，如图1A所示)，即可测量单个4 kHz 通道的“安静”程度。 Rev.A, 10/08, WK Page 1 of 12 MT-005 (A) GAUSSIAN LPF NOTCH TRANSMISSION NARROWBAND NOISE FILTER SYSTEM RECEIVER SOURCE BUFFER (B) GAUSSIAN NOTCH N MEMORY NOISE LPF FILTER ADC AND FFT SOURCE PROCESSOR f s RMS NOISE LOWER UPPER LEVEL NOTCH NOTCH NPR