基本介紹
- 中文名：流程增益
- 外文名：Process gain
- 學科：信號處理
- 定義：傳播頻寬和未傳播頻寬之比
- 類別：時間處理增益、空間處理增益
- 別名：處理增益
簡介,擴頻信號,信噪比,
簡介
在擴頻系統中，傳輸信號經過擴頻和解擴的處理，系統的抗干擾性能得到提高，這種擴頻處理得到的好處，稱之為擴頻系統的流程增益，其定義為接收相關處理器輸出與輸入信噪比的比值或表示接收系統對輸入信噪比的改善程度，以dB為單位。定義為：G=10log輸出功率信噪比/輸入功率信噪比。對於一個時空接收系統，處理增益分時間處理增益和空間處理增益兩種。
不同於傳統的通信系統，然而，一個直接序列擴頻（DSSS）系統確實具有一定的阻力抵抗窄帶的干擾，干擾並不受到直接序列擴頻（DSSS）信號的流程增益，因此，信號與干擾的比值變高了。
在調頻（FM），流程增益可以表示為：
- Gp 是處理增益
- Bn 是噪聲頻寬
- Δf 是峰值頻率的差值
- W 是正弦調製頻率
擴頻信號
擴頻是一種利用信息處理改善傳輸性能的技術。這種技術的目的和作用是在傳輸信息之前，先對所傳信號進行頻譜的擴寬處理，以便利用寬頻譜獲得較強的抗干擾能力、較高的傳輸速率，同時由於在相同頻帶上利用不同碼型可以承載不同用戶的信息，因此擴頻也提高了頻帶的復用率
隨著無線通信技術的發展，擴頻信號在無線通信領域得到了廣泛的套用。一方面，擴頻信號是無線通信常見時間同步及頻率同步的基本信號形態；另一方面，擴頻信號是無線通信系統常用抗干擾、低截獲特性的承載體。擴頻增益定義為信號擴展頻譜後的頻寬與原信號頻寬之比；處理增益定義為接收機輸出信噪比與輸入信噪比之比。與擴頻增益相比，處理增益更能直觀地反映擴頻機制對通信性能的影響。
加性白高斯噪聲信道(AWGN)中，擴頻信號的處理增益等效於擴頻增益，當擴頻碼片數無限增加時，擴頻增益無限增大，擴頻信號實際獲得的處理增益也會無限增大。考慮信號頻寬是原始符號擴頻後的信號總頻寬，符號長度是原始符號擴頻後的總持續時間，若給定符號長度，擴頻碼片數無限增加等價於信號頻寬無限增大；若給定信號頻寬，擴頻碼片數無限增加等價於符號長度無限增大。由此，當信號頻寬無限增大或符號長度無限增大時，擴頻信號的處理增益會無限增大，即處理增益不存在上限。針對 AWGN 信道中的直接序列擴頻系統，給定信號頻寬與比特速率。
信噪比
通信系統接收端信號平均功率電平與噪聲平均功率電平的差值，或信號平均功率與噪聲平均功率之比的對數值，單位為dB (分貝)。通信系統中的噪聲是對通信有用信號的一種干擾。它導致淹沒電話信號，減小話音強弱的動態範圍，降低清晰度，對數據信號則增加信號失真。進行通信電路設計時，信噪比是一項重要指標。必須保證信噪比達到一定水平，否則通信難以正常進行。噪聲的來源：①通信設備的固有噪聲，如導體、電阻的熱噪聲，電源噪聲等；②其他電路引起的噪聲，如無線電、電力線載波電路、廣播線或電力線的干擾等；③雷電、磁暴、風沙等自然現象的感應噪聲;④電力線絕緣子不規則放電引起的電暈噪聲；⑤斷路器、隔離開關操作引起的脈衝噪聲等。其中電暈噪聲和脈衝噪聲屬於電力線噪聲。這種噪聲電平比一般通信傳輸介質引入的噪聲電平高得多。對信噪比的要求，在不良天氣及工作環境下，對於電話信號，按標稱電平計算，信噪比最小設計值可取25 dB；對於移頻鍵控的數據信號，信噪比最低設計值可取15 dB。這樣，在大部分正常天氣及工作環境下，實際的信噪比可以分別達到35 dB及25 dB，保證了良好的傳輸質量。人耳對不同頻率的信號具有不同的靈敏度。對於電話通路的噪聲常用帶有加權網路的噪聲計測量。加權網路具有與人耳及受話器相同的頻率衰減特性。因此所測得的電壓或電平可以近似地代表噪聲對人耳的影響，稱為噪聲計電壓(電平)。電話通路的信噪比一般均按噪聲計電壓(電平)考慮。
