Raw I / QをdBに変換する

ソフトウェア無線機からI / Qデータを取得しています。データの信号にいくつかのことをしたいのですが、それが特定の範囲を超えている場合のみです。この種のデータからdB（dBmなど）を取得するための一般的な手順は何ですか？SDR＃などのプログラムはそれを実行しますが、私はそれらを真似できるように、それらが何を実行するのか正確にはわかりません。

基本

IQ信号の振幅は、ベクトルの大きさです。$\sqrt{I^2 + Q^2}$。

IQ信号のパワーは、振幅の2乗です。$I^2 + Q^2$。

対数（dB）メーターが表示されている場合、通常はパワーの対数を測定しています。 $10 \log_{10}(I^2 + Q^2)$。（これは次のように計算することもできます$20 \log_{10}$ 振幅の値ですが、平方根演算を無駄にする振幅がすでにない場合は除きます。）

単位

dBは相対的な数値です。取るだけなら$10 \log_{10}(I^2 + Q^2)$、0 dBは正確に1の振幅に対応します。ハードウェアドライバーが-1から+1までの絶対極値サンプル値の通常の浮動小数点規則を採用している場合、dBパワー値はdBFSであると言えます— デシベルフルスケールに相対的です。そのレベルよりも強い信号はクリップされ、信号が歪められます。

1ミリワットの電力に対するデシベルdBmは、異なる基準レベルを使用するだけです。dBFS値に適切な校正値を加算または減算するだけでdBmに変換できます。ただし、（既知の電力出力の信号源を使用して）測定するなど、対象の周波数でのハードウェアの校正を知る必要があります。 ; デジタルサンプルは固有の単位を持たない単なる数値であるため、純粋にソフトウェアでそのキャリブレーションを実行することは不可能です。

（私が見た間違いは、サンプル値、または「ボルト」にあるものとして、振幅しきい値などのそれらに従ってスケーリングするパラメーターを参照することです。これは、ADC（および他のハードウェア）が実際にキャリブレーションされない限り、まったくナンセンスですこれはラジオ受信機にとっては不当に大きいです。）

実用化

十分に強力ではない信号（これはキャリアスケルチまたはパワースケルチとして知られています）を無視したいだけの場合は、どの単位を使用しても、または対数または線形であっても関係ありません。大なり比較を行うだけです。唯一の重要なコンポーネントは、$I^2 + Q^2$ （とは対照的に、 $I + Q$、それは単なる間違いです）。

おそらく読む必要がない帯域幅に関する注意

また、信号をフィルタリングする場合、定義上、信号電力の一部を削除しているため、測定値が小さくなることに注意してください。

特に、FFT（SDR＃などのツールの主要な視覚表示など）は、非常にシャープなフィルターの大規模なコレクションと大まかに考えることができます。各出力「ビン」は、入力電力の一部を収集します。したがって、各ビンの電力はビンの幅に依存します。ビンの幅をヘルツで割ると（その値は$\text{sample rate}/\text{FFT length}$代わりにdBのパワーの）対数をとる前に、そして、あなたはdBの測定パワースペクトル密度 FFTビン幅に依存しないという利点がある、あればあなたが気により広い1つのビン（例えばA広帯域変調信号）されている機能を、それらがより狭い場合（例えば、純粋なトーン）、電力値はより有用です。