Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 4.29
(a–c) A digital phase-shift keyed signal combines with white noise to produce a
distorted signal waveform that must be detected by the receiver.

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Microwave Link Engineering
the proper bit sense. The PSK signal is sent through the link and enters the receiver
along with white noise inherent in the electronics. That noise is depicted in Figure
4.29(b), where the mean voltage is zero and the standard deviation of the noise is
approximately one-half the carrier amplitude. Because power is proportional to
the square of the voltage, the true ratio of carrier power to noise power is 4, or
equivalently 6 dB. The rather high relative noise (low C/N) level yields the sum of
carrier plus noise shown in Figure 4.29(c), where the carrier appears to be somewhat
obliterated by noise spikes.
A well-designed demodulator can detect the transition from the 1 to 0 state in
most cases. The noise can occasionally reach a voltage greater than the signal
amplitude; if it has the opposite sense to the transmitted signal at the precise
moment of testing, it can cause the demodulator to make the wrong choice. The
assumed binary digit will then be incorrect (i.e., a 1 instead of a 0 or vice versa,
depending on what was sent). It should now be possible to visualize that the
strength of the signal relative to the noise will determine the rate at which errors
in detection are made. This is a significant area of engineering study in the communi-
cations field. Some of the most important applications of digital signal processing
(DSP) allow low-cost sending and receiving equipment to identify errors and reverse
them prior to delivery to the user. Special codes that provide such forward error
correction (FEC) accomplish this in practice.
Wideband interfering signals can be treated as white noise and often are.
However, if the interference is narrower in bandwidth than the desired signal, more
sophisticated analysis techniques or even direct measurement must be employed.
As that type of investigation is beyond the scope of this book, we will assume that
the interference can be converted into an equivalent amount of white noise and
added on a power basis to the other noise within the bandwidth of the desired
signal.