返回信息流接收机灵敏度Si及其计算公式
Si (dBm) = NF (dB) + -174(dBm) + 10log(BRF)+ Eb/No (dB) - PG (dB)
接收灵敏度是检验基站接收机接收微弱信号的能力,它是制约基站上行作用距离的决定性技术指标,也是RCR STD-28协议中,空中接口标准要求测试的技术指标之一。合理地确定接收灵敏度直接地决定了大基站射频收发信机的性能及其可实现性。它是对CSL系统的接收系统总体性能的定量衡量。接收灵敏度是指在确保误比特率(BER)不超过某一特定值的情况下,在用户终端天线端口测得的最小接收功率,这里BER通常取为0.01。
在扩频数字通信接收机中,链路的度量参数Eb/No (每比特能量与噪声功率谱密度的比值)与达到某预期接收机灵敏度所需的射频信号功率值的关系是从标准噪声系数F的定义中推导出来的。CDMA、WCDMA蜂窝系统接收机及其它扩频系统的射频工程师可以利用推导出的接收机灵敏度方程进行设计,对于任意给定的输入信号电平,设计人员通过权衡扩频链路的预算即可确定接收机参数。
根据噪声系数的定义,输入信噪比应为:
F = (Si / Ni) / (So / No)也即(S/N)i=NF(S/N)o (1)
其中, No = (F × Ni × So) / Si ,So = G × Si ,
No = NF × G× Ni
以上各参数含义如下:
Si = 可获得的输入信号功率(W)
Ni = 可获得的输入热噪声功率(W) = KTBRF其中:
K = 波尔兹曼常数 = 1.381 × 10E-23 W/Hz/K,
TT = 290K,室温,300K(26.85摄氏度)
BRF = 射频载波带宽(Hz) = 扩频系统的码片速率
So = 可获得的输出信号功率(W)
No = 可获得的输出噪声功率(W)
G = 设备增益(数值)
NF = 噪声系数(数值)
调制信号的平均功率定义为S = Eb / T,其中Eb为比特持续时间内的能量,单位为W-s,T是以秒为单位的比特持续时间。
So / No = (Si × G) / (Ni × G × NF)
=Si / (Ni × NF)
=(Eb × Rbit) / (KTBRF ×NF)
=(Eb/ KTF) ×(Rbit / BRF),
其中K·T·F表示1比特持续时间内的噪声功率(No)。
因此,
So / No = Eb/No × Rbit / BRF
在射频频带内,BRF等于扩频系统的码片速率W,处理增益(PG = W/Rbit)可以定义为:
PG = BRF / Rbit (3)
所以, Rbit / BRF = 1/PG,由此得输出信噪比:
So / No = Eb/No × 1 / PG。
注意:对于没有扩频的系统(W = Rbit),Eb/No在数值上等于SNR。
接收机灵敏度方程
对于给定的输入信号电平,为了确定SNR,用噪声系数方程表示Si:
NF = (Si / Ni) / (So / No)或NF = (Si / Ni) × (No / So)
Si = NF × Ni ×(So / No)
Si又可以表示为:
Si = NF × K·T·BRF × Eb/No × 1/PG
用一种更加常用的对数形式表示,对每一项取以10为底的对数再乘10得到单位dB或dBm。于是噪声系数NF (dB) = 10 × log (NF),由此得出下面的接收机灵敏度方程:
Si (dBm) = NF (dB) + K·T(dBm) + 10log(BRF)+ Eb/No (dB) - PG (dB)
Si (dBm) = NF (dB) + -174(dBm) + 10log(BRF)+ Eb/No (dB) - PG (dB) (2)
上式中,Si 即为接收机的灵敏度
-174dBm=10*log(1.381 × 10-23 W/Hz/K × 300K × 1000mW/W)=-173.83dBm,(300K=26.85摄氏度)
关于PG的计算:如果射频带宽为3.84MHz,用户的数据速率为速率为12.2kbps,则PG=10*log(3.84E6/12.2E3)=25dB;PG=0表示一个用户独用带宽。
举例来说,对于一个噪声系数NF为3dB的PHS系统,其带宽计为300KHz,如果系统灵敏度为-107dBm,假设PG=0,则该系统的噪声门限为:
(S/N)o=174-107-10lg(3×10E5)-3=9.2
从以上公式可以看出为提高接收机灵敏度也即使Si小,可以从两个方面着手,一是降低系统噪声系数,另一个是使噪声门限尽可能的小(信道编码、分集)。
π/4DQPSK有三种解调方式:基带差分检测、中频差分检测、鉴频器检测。可以证明[1]三种非相干解调方式是等价的,我们以基带差分检测为例进行分析。在具有理想传输特性的稳态高斯信道,基带差分检测的误比特率曲线图,由图可以查出在误比特率BER为0.01时,噪声门限(S/N)o为6dB,对于上述例子来说,其噪声门限还有可以再开发的潜力。
对于基带差分检测来说,收发两端的频差Δf引起的相位的漂移Δθ=2πΔfT。当Δθ>π/4,将会引起系统的错误判决。因此系统设计必须保证Δθ<π/4。当Δθ取不同值时,误比特率的曲线如图1所示。从图中可以看出,当Δf=0.0025/T时,即频率偏差为码元速率的2.5%时,在一个码元内将引起90的相差。在误比特率为10-4时,该相差将引起1dB的性能恶化。
所以说,为了获得较高的接收机灵敏度一方面可以从降低低噪放的噪声系数上考虑,另一方面提高本地振荡器频率精度对改善系统的灵敏度也是很重要的。
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接收机灵敏度
buptch
2014/8/3镜像同步5 回复
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5 条回复
【 在 buptch 的大作中提到: 】
: [color=#000000][size=4][face=楷体_GB2312]接收机灵敏度Si及其计算公式
: Si (dBm) = NF (dB) + -174(dBm) + 10log(BRF)+ Eb/No (dB) - PG (dB)
: 接收灵敏度是检验基站接收机接收微弱信号的能力,它是制约基站上行作用距离的决定性技术指标,也是RCR STD-28协议中,空中接口标准要求测试的技术指标之一。合理地确定接收灵敏度直接地决定了大基站射频收发信机的性能及其可实现性。它是对CSL系统的接收系统总体性能的定量衡量。接收灵敏度是指在确保误比特率(BER)不超过某一特定值的情况下,在用户终端天线端口测得的最小接收功率,这里BER通常取为0.01。
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请问楼主知不知道LTE的接收灵敏度呀?那个PG是怎么计算的呢?[em4][em4]