关于接收灵敏度

sensitivity

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。

接收机的接收灵敏度可以用下列推导得出：根据噪声系数的定义，输入信噪比应为：(S/N)i=NF(S/N)o其中NF为噪声系数，输入噪声功率Ni=kTB。

当(S/N)o为满足误码率小于10-2时，即噪声门限，则输入信号的功率Si即为接收灵敏度：Si=kTBNFSYS(S/N)o （1）其中：k：波尔兹曼常数（1.38×10-23 J/K）；T：绝对温度（K）；B：噪声带宽（Hz）；NFSYS：收信机噪声系数；(S/N)o：噪声门限。

k、T为常数，故接收机灵敏度以对数形式表示，则有：Si=-174dBm+10lgB+ NFSYS+(S/N)o （2）举例来说，对于一个噪声系数为3dB的PHS系统，其带宽计为300KHz，如果系统灵敏度为-107dBm，则该系统的噪声门限为：(S/N)o=174-107-10lg(3×105)-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。

式中，k为玻尔兹曼常数(1.38 E-23)，T为开尔文温度，B为系统噪声带宽。

室温条件下(T = 290°K)，对于 = -174dBm (通常表示为等于-174dBm/Hz)。

1Hz带宽，n为-119dBm。

对于300kHz IF带宽，n假设系统灵敏度为-109dBm。

用EQN1，能够确定接收机的NF为5dB。

按照噪声系数(NF)与噪声因数(F)的关系式：(NF)= 10logF以及F =db/10)10(NFdb噪声因数为：F = 3.162。

可用如下等式计算多个双端口设备的级联噪声因数：= F1 + (F2 - 1) / G1 +FEQN2Total(F3 - 1) / (G1 × G2) + ...如果在我们的系统输入增加一级外部LNA，可以利用EQN2计算新的噪声因数。

实用文档之接收机灵敏度计算公式

实用文档之"接收灵敏度的定义公式"摘要：本应用笔记论述了扩频系统灵敏度的定义以及计算数字通信接收机灵敏度的方法。

本文提供了接收机灵敏度方程的逐步推导过程，还包括具体数字的实例，以便验证其数学定义。

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。

从噪声系数F推导Eb/No关系根据定义，F是设备(单级设备，多级设备，或者是整个接收机)输入端的信噪比与这个设备输出端的信噪比的比值(图1)。

因为噪声在不同的时间点以不可预见的方式变化，所以用均方信号与均方噪声之比表示信噪比(SNR)。

图1.下面是在图1中用到的参数的定义，在灵敏度方程中也会用到它们：Sin = 可获得的输入信号功率(W)Nin = 可获得的输入热噪声功率(W) = KTBRF其中：K = 波尔兹曼常数= 1.381 × 10-23 W/Hz/K，T = 290K，室温BRF = 射频载波带宽(Hz) = 扩频系统的码片速率Sout = 可获得的输出信号功率(W)Nout = 可获得的输出噪声功率(W)G = 设备增益(数值)F = 设备噪声系数(数值)的定义如下：F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout) = (Sin / Nin) ×(Nout / Sout)用输入噪声Nin表示Nout：Nout = (F × Nin × Sout) / Sin其中Sout = G × Sin得到：Nout = F × Nin × G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。

RF灵敏度

射频指标定义和要求：接收灵敏度（Rx sensitivity）(1)定义接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。

衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。

这里只介绍用残余误比特率(RBER)来测量接收灵敏度。

残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。

(2)技术要求●对于GSM900MHz频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为一102dBm时，RBER不超过2％。

测量时可测试实际灵敏度指标。

根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时，若RF输入电平为-l09一l07dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-l07一l05dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-105一l02dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平＞-l02dBm，则接收灵敏度为不合格。

●对于DCSl800MHz频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为-l00dBm，RBER不超过2％。

测量时可测试实际灵敏度指标。

根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时，若RF输入电平为一l08一-105dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为一105-- -l03dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-l03一 -100dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平为＞-l00 dB mm，则接收灵敏度为不合格。

频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS(1)定义测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。

GSM调制方案是高斯最小移频键控(GMSK)，归一化带宽为BT＝0．3。

发射信号的相位误差定义为：发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。

理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。

频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的频率与该绝对射频频道号(ARFCH)对应的标称频率之间的差。

接收机灵敏度定义

接收机灵敏度定义蠢|薅吨多渡电子战技术文选一九九六年第一期j{,一2|I接收机灵敏度定义,-TgS0’l接收机灵敏度描述了接收机髓接收并保证其正常工作的最小信号强度.灵敏度是一十功率电平,一般用dBm表示(通常是一个很大的负clBm数).它也可用场强(微伏/米)来表示.简单地说,如果链路方程的输出是等于或大于接收机灵敏度的”接收功率”,链路就起作用——也就是说接收机能充分提取发射信号中的信息.如果所接收的功率低于灵敏度,则恢复信息的质景将低于规定的质量.在哪定义灵敏度在接收天线的输出端定义接收系统的灵敏度是一个好方法,虽然不总如此.如图l所示.如果在这一位置点定义是敏度,接牧天线的增益(dB)可加到到达接收天线的信号功率(dBm)上来计算进入接收系统的功率.这意味着天线与接收机之间的任何电缆损耗和前置放大器及功率分配网络的影响在计算接收机系统灵敏度时都要考虑.当然,如果弥正要购买接收机,{I|遣商的性能指标会假设天线和接收机之闻授有任何东西,接收机灵敏度(与接收机系统灵敏度不同)应在接收机输入端定义.上述争论豹本质是关于电缆,连接器的损耗,它们梭当作天线(或天线阵)的一部分必须在定义天线增益时考虑.这些似乎是不重要的,但富有经验豹人会告诉你购买或销售设备时,这方面的误解会引起许多激烈的争论天生增堂,在生蔗卫系蠛夏蕞度l和舟配网l l..............在土定挂甚曼厦圈l接收机蕞境灵t皮在接收夭境的输出■室兑使樽舅选天线的量小可接收信号艟由灵赣窿与养巍增盏之和来稳定.灵敏度的三个组成部分接收机灵敏度有三个组成部分:热噪声电平(称KTB)I接收机系统噪声系数及为从接收的信号中充分获取所需信息面要求的信噪比.IKTB实际上是以下三个值的乘积:K是波尔兹曼常效(1.38×l0焦耳/X)T是工作温度(1()B是接收机有效带宽KTB定义了理想接收机中的热噪声功率电平.当工作温度设在290’K,面接收机带宽设在IMHz,则KTB的值约为一114dBm.常《JED》Aug.1995PP.64~65.王燕译何自强控一J9一囟电子战技术文选一九九六年第一期表示为:KT’B一一1】4dBm/MHz根据谤经验数,任何接收机带宽内的理想热噪声电平都能被迅速算出.倒:若接收机带宽为】00kHz,KTB为一114dBm—l0dB-=一i2,]dBm一噪声系数如果买不到理想接收机(事买上不可能有理想接收机…一译注,那么所接收的信号就会增加一些簸外的噪声.接收机带宽内的噪声与只有KTB时存在的噪声值之比称作噪声系数.实际上,把噪声系数定义为必须进入理想无噪声接收机输入端以产生实际存在于接收机输出端的噪声的冼值(噪声/KTB)(图2)并不十分准确.同样的定义也用于放大器的噪声系鼓.围2接收祝的骠声系教是接收机加所接收信号的热噪声渔,谖娃t折算接收机输入端接收机或放大器的噪声系数是制造商规定的,而系统噪声系数的确定还要复杂一点.首先考虑接收系统非常简单的情况:有一部由有损耗电缆(或任何无增益无源器件,如:无源功分器)连接到天线的简单接收机.在这种情况下,天线和接收机问的全部损耗只要加到接收机的噪声系致上就能确定系统的噪声系致.例如:如果天线辕出端和噪声系致为l2dB的接收机之间有一根损耗为10dB的连接电缆,那么系统噪声系数就是22rib.现在考虑包括前置放大器的接收系统的噪声系数,如图3所示L,(天线与前置放大器问的损耗,单位为aB),G(前置放大器增益,单位为aB),N(前置放大器噪声系数,单位:dB),1.a(前置放大器与接收机闻的损耗,单位:aB)和Nz(接收机的噪声系数,单位:d13)定义为变量.该系统的噪声系数(NF)由以下公式确定:NF—L一I-N.—卜D,丽一圈围3接收系境的噪声系数可通过增加一裁置艘大嚣来泼小.其中L和N.值直接代人,而D是由前置放大器后一切元器件引起的系统噪声系数的降低值.D值由圈d中的曲线确定. 从横坐标上接收机的噪声系数Nn值处厦一条垂线,再由前置放大器的噪声系数与增益之和减去前置放大器和接收机之同的损耗(N.十G--L)值处画一条水平线.这两条线相交在降低因子曲线上+用dB表一2D一电子战技术文选一九九六年第一期示.如图示倒接收机噪声系数为12dB,前置放大器增益与噪声系数之和减去到接收机的损耗是l70B(如:L5dB增益,5dB声系数和3圆损耗)其降低量是ldB|天线和前置放大器之间的损耗是2dB,那么系统噪声系数将是2dB+56BldB=8dB.∞三25苎舶}To55’0,5O2500¨R,,ndBl固{饯表可确定由翦置放大器后昕胄部件写的系境噪声幕数的降低值.要求的信噪比接收机正常工作要求的信噪比(sNR) …………’,l欢迎订阅●…t.tt’…很大程度上取决于倍号携带的信息类型, 运载信息的詹号f6寸类型,接收机输出端e1信号处置方一及信号信息的最终用速.重娶岛是认识孔为确定接收机灵敏虚必须定义所播R是检波前的sKR,称RFSNR或载故与噪声比(c}诹).在菜些谓制情况,接收机输出信号的SNR远大于RFSNR.倒如如接收系统有效带宽为10MI-I7.系统噪声系数为t0B,设计成接收自动处弹的脉冲信号,其灵敏度为:K1B+噪声系数十所需信噪比=(一li4dBm+10dB)+10dB+15dB=一79dBm下期将讨沦具博细节,如用”微伏/米”场强定义接收机是敏度以受如何定义空同的信号强度(霞设它是功率,实际上则为场强,囡功率实际上只能精确定义在导线或电路内).我们将讨论对电子战极重要的专甩接收机的典型灵敏度,动态范围特性,各种信号调制特性下的灵敏度的计算方法以及这些接收机的普通应用.《电子战技术文选》杂志的征订工作~尚未结束,欢迎国内新老用户速来办理订阋手续具体订阅办法如下:①通过银行将订书款和订单一并汇寄到②邮局汇款请汇到:帐户:电子部电子对抗专业情报罔四川省成都市外西茶店子29信箱9分箱开户行:工商行成都市垒牛蘧办事处《电子战技术文选》编辑部朱宝冒帐号:2211441013l邮政编码t8100~6—2I一。

EVM和RF的各种技巧知识详解

EVM和RF的各种技巧知识详解EVM和RF的各种技巧知识详解当你写完“EVM可能随着Front-End的IL增大而恶化”的时候，如果阅读者是一个基础概念知识都不好的工程师（工厂里的工程师很多都是如此），人家第一反应是“EVM是什么”，继而是“EVM是为什么会跟IL有关系”，然后还可能是“EVM还跟什么指标有关系”——这就没完没了了。

所以我这里打算“扯到哪算哪”，把一些常见的概念列举出来，抛砖引玉，然后看看效果如何。

1、Rx Sensitivity（接收灵敏度）接收灵敏度，这应该是最基本的概念之一，表征的是接收机能够在不超过一定误码率的情况下识别的最低信号强度。

这里说误码率，是沿用CS（电路交换）时代的定义作一个通称，在多数情况下，BER (bit error rate)或者PER (packet error rate)会用来考察灵敏度，在LTE时代干脆用吞吐量Throughput来定义——因为LTE干脆没有电路交换的语音信道，但是这也是一个实实在在的进化，因为第一次我们不再使用诸如12.2kbps RMC（参考测量信道，实际代表的是速率12.2kbps的语音编码）这样的“标准化替代品”来衡量灵敏度，而是以用户可以实实在在感受到的吞吐量来定义之。

2、SNR（信噪比）讲灵敏度的时候我们常常联系到SNR（信噪比，我们一般是讲接收机的解调信噪比），我们把解调信噪比定义为不超过一定误码率的情况下解调器能够解调的信噪比门限（面试的时候经常会有人给你出题，给一串NF、Gain，再告诉你解调门限要你推灵敏度）。

那么S和N分别何来？S即信号Signal，或者称为有用信号；N即噪声Noise，泛指一切不带有有用信息的信号。

有用信号一般是通信系统发射机发射出来，噪声的来源则是非常广泛的，最典型的就是那个著名的-174dBm/Hz——自然噪声底，要记住它是一个与通信系统类型无关的量，从某种意义上讲是从热力学推算出来的（所以它跟温度有关）；另外要注意的是它实际上是个噪声功率密度（所以有dBm/Hz这个量纲），我们接收多大带宽的信号，就会接受多大带宽的噪声——所以最终的噪声功率是用噪声功率密度对带宽积分得来。

接收机灵敏度计算公式

接收灵敏度的定义公式摘要：本应用笔记论述了扩频系统灵敏度的定义以及计算数字通信接收机灵敏度的方法。

本文提供了接收机灵敏度方程的逐步推导过程，还包括具体数字的实例,以便验证其数学定义。

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。

从噪声系数F推导Eb/No关系根据定义，F是设备（单级设备,多级设备，或者是整个接收机）输入端的信噪比与这个设备输出端的信噪比的比值(图1)。

因为噪声在不同的时间点以不可预见的方式变化，所以用均方信号与均方噪声之比表示信噪比(SNR)。

图1。

下面是在图1中用到的参数的定义，在灵敏度方程中也会用到它们：Sin = 可获得的输入信号功率（W)Nin = 可获得的输入热噪声功率(W） = KTBRF其中：K = 波尔兹曼常数 = 1。

381 × 10—23 W/Hz/K,T = 290K，室温BRF = 射频载波带宽（Hz) = 扩频系统的码片速率Sout = 可获得的输出信号功率(W)Nout = 可获得的输出噪声功率（W)G = 设备增益（数值）F = 设备噪声系数(数值）的定义如下：F = （Sin / Nin） / （Sout / Nout） = (Sin / Nin）×（Nout / Sout）用输入噪声Nin表示Nout：Nout = （F × Nin × Sout） / Sin其中Sout = G × Sin得到：Nout = F × Nin × G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.调制信号平均功率与用户数据速率的关系按下面的式子计算：1 / T = 用户数据比特率，Rbit单位Hz，得出Sin = Eb × Rbit根据上述方程，以Eb/No表示的设备输出端信噪比为：Sout / Nout = （Sin × G) / （Nin × G × F） =Sin / (Nin × F) =(Eb × Rbit）/ (KTBRF × F） =(Eb/ KTF) ×（Rbit / BRF），其中KTF表示1比特持续时间内的噪声功率(No）.因此，Sout / Nout = 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所以， Rbit / BRF = 1/PG,由此得输出信噪比：Sout / Nout = Eb/No × 1 / PG。

接收机灵敏度的测量方法

也就是说，只要把接收机的噪声系数Ｆ出便可算出其临界灵测敏度Ｓ，我们把这种接收机灵敏度的测试方法叫做噪声系数法。具体测试方法：准备仪器：１）待测设备ＤＴＵ。２ｇｅｔ８７Ａ声系数分析仪。）ＡｉｎＮ９３噪ｌ３Ｐ６８脉冲信号驱动噪声源。）Ｈ８４Ｄ４Ｇ３３Ａ）ＡＥ６１直流电源。按照图１示，使用Ａｉｎ８７Ａ所ｇｅｔ９３噪声系数分析仪将带有噪ｌＮ声源（ｏｓｏｒｅｎｉｓｕｃ）一端连接待测设备的输入端，另一端口与待ｅ测设备输出端相连。对设备通电（Ｇ３３ａＡＥ６１）并加入本振（Ｏ）Ｌ脉冲信号驱动噪声源（Ｐ６８Ｈ８４Ｄ）后，对噪声系数测试仪设置好些必须参数，例如频率范围、应用（大器／频器）以及校放混准电缆等。经过噪声系数分析仪测量可以得到被测设备的噪声系数。记录好各频点的噪声系数，利用公式Ｓ＝１４ｄ＋０１Ｂ一Ｂ１１ｇ１（ｚ＋Ｏｇ计算得出各频点的灵敏度，取最小值得到接收机ＭＨ）ｌｌＦ灵敏度。３灵敏度的直观测量法测量接收机灵敏度
１７６
应用方法论
２窄霸Ｌ科２７＿０年未１第期
接收机灵敏度的测量方法
王硕
（中电集团二十所，陕西西安７０６１０８）

实验一接收机灵敏度实验

实验一接收机灵敏度实验
试验目的：熟悉雷达接收的最基本的条件是有足够强的雷达回波信号能量进入接收机。

掌握切线灵敏度的定义。

观察在雷达回波信号能量变化的条件下，接收机输出的雷达回波信号的包络的变化。

试验内容：
1．熟悉实验装置的电路结构和器件，检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好。

2．连接目标回波包络输出到示波器。

3．改变目标回波幅度，观察示波器输出的雷达目标回波信号波形。

试验报告：
1．雷达目标回波信号波形分析
2．计算雷达的切线灵敏度。

光接收机灵敏度公式推导

光接收机灵敏度公式推导光接收机灵敏度是指在给定的误码率（BER）条件下，接收机可以有效接收到的最弱光信号功率。

光接收机灵敏度的公式推导主要涉及到光电探测器的工作原理、光电探测器的无噪声等效输入光功率以及光信号与噪声的信噪比关系等方面。

首先，我们需要了解光电探测器的工作原理。

光电探测器通常使用光敏材料来吸收光，并将光转化成电信号。

典型的光电探测器包括光电二极管（Photodiode）、APD（Avalanche Photodiode）和PIN光电探测器（Positive-Intrinsic-Negative Photodiode）等。

在光电探测器中，最常用的是光电二极管。

光电二极管的输出电流与输入光功率之间存在着线性关系，可以用以下公式表示：I=RP其中，I是光电二极管的输出电流，R是光电二极管的响应度（Responsivity），P是输入光功率。

接下来，我们需要了解光电探测器的无噪声等效输入光功率。

光电探测器的无噪声等效输入光功率是指在没有任何噪声影响的情况下，接收器需要的最低光功率。

可以用以下公式表示：P_min = 2^(ENOB) * (SNR)^2 * sigma^2其中，P_min是光电探测器的无噪声等效输入光功率，ENOB是ADC （模拟-数字转换器）的等效比特数，SNR是信噪比，sigma^2是ADC的输入功率噪声。

最后，我们需要推导光信号与噪声的信噪比关系。

光信号与噪声的信噪比可以用以下公式表示：SNR_s=(R*P_s)^2/(R*P_n)^2其中，SNR_s是光信号的信噪比，R是光电二极管的响应度，P_s是光信号功率，P_n是噪声功率。

综上所述，我们可以将光接收机灵敏度的公式推导为：P_min = 2^(ENOB) * ((R * P_s)^2 / (R * P_n)^2) * sigma^2为了简化计算，通常将公式中的一些参数进行归一化处理。

比如，将输入信号功率和噪声功率都除以光电二极管的响应度，将光电二极管的响应度归一化为1、这样，我们可以得到一个较简化的公式：P_min = 2^(ENOB) * (P_s / P_n)^2 * sigma^2其中，P_min是归一化后的光接收机灵敏度，ENOB是ADC的等效比特数，sigma^2是ADC输入功率噪声。

无线发射功率与收灵敏度

无线发射功率与收灵敏度发射功率与增益无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。

电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。

因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。

Tx是发射（ Transmits ）的简称。

无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：功率（W ）－相对 1 瓦（Watts ）的线性水准。

例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为0.036W ，或者说36mW 。

增益（dBm ）－相对 1 毫瓦（milliwatt ）的比例水准。

例如WiFi 无线网卡的发射增益为15.56dBm 。

两种表达方式可以互相转换：dBm = 10 x log[ 功率mW]mW = 10 [ 增益dBm / 10 dBm]在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。

天线增益的度量单位为“ dBi ”。

由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（dB ），例如，发射设备的功率为100mW ，或20dBm ；天线的增益为10dBi ，则：发射总能量＝发射功率（dBm ）＋天线增益（dBi ）＝20dBm ＋10dBi＝30dBm或者：＝1000mW＝1W在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个dB 都非常重要，特别要记住“ 3 dB 法则”。

每增加或降低3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率：-3 dB = 1/2 功率-6 dB = 1/4 功率+3 dB = 2x 功率+6 dB = 4x 功率例如，100mW 的无线发射功率为20dBm ，而50mW 的无线发射功率为17dBm ，而200mW 的发射功率为23dBm 。

光纤通信第三章3-接收机灵敏度

境因素，并采取适当的措施来确保系统的可靠性和稳定性。
系统升级与维护
兼容性
当考虑升级光纤通信系统时，必须确保新接收机与现有系统的其他部分兼容。这包括与发送器、中继器和网络的兼容性。不兼容的设备可能导致信号质量下降、通信中断或其他不可预测的行为。
维护和修理
在光纤通信系统的运营期间，接收机可能需要定期维护和修理。这可能涉及清洁光学元件、检查连接器和电缆、以及更换损坏的组件等任务。为了确保系统的可靠性和稳定性，必须采取适当的维护措施并快速修理任何
光纤通信第三章接收机灵敏度
目
CONTENCT
录
• 接收机灵敏度的定义 • 接收机灵敏度与系统性能的关系 • 提高接收机灵敏度的方法 • 接收机灵敏度与其他参数的关系 • 实际应用中的考虑因素
01
接收机灵敏度的定义
定义
接收机灵敏度是指接收机在特定噪声背景下，能够检测到的最小信号功率。它反映了接收机对微弱信号的检测能力。
影响因素
01
02
03
04
噪声水平
接收机的内部噪声和外部噪声都会影响其灵敏度。内部噪声主要由电子器件的热噪声和散粒噪声引起，外部噪声则包括环境噪声和邻近信道的干扰噪声。
动态范围
动态范围是指接收机在保证一定性能指标下，能够接收的最大信号功率与最小信号功率之比。动态范围越大，表示接收机能够在较大的信号变化范围内保持稳定的性能。
100%
噪声来源
主要包括散弹噪声、热噪声和激光器自发辐射噪声等。
80%
信噪比改善
通过降低噪声、提高信号功率或降低系统带宽等方法可以提高信噪比，从而提高接收机灵敏度。
动态范围
动态范围
系统正常工作所需的输入信号功率范围，即最大可承受的信号功率与阈值信号之间的差值。

光纤通信接收机灵敏度-文档资料

il (t) e0 gl (t tl )
N
i(t) e0 gl (t tl ) l 1
N
V l out
(t)
e0 gl (t tl ) ZT (t)
lN1
e0glZT(t tl)
l1
17
ZT (t) RThT (t)
N
Voutl (t) e0glhT (t tl ) l1
2）求 Voutl (t)
2）Personick的计算方法由卷积的关系来确定输出电压，进而确定光电探测器的
散粒噪声。
V ol( u t)t V ol( u t) t [ V ol( u t)t2 ] 2
16
2、光电探测器的散粒噪声
1）求
Vl out
(t)
在时隙L
t1, t2, t3,...... tl,...... tN g1,g2,g3,......gl,......gN
e 2an2
2an
P(x)Pt()fqn(x)
d
BERP(0) d
P0(x)dxP(1)P1(x)dx
所以，总噪声的概率密度函数和灵敏度的精确计算是很复杂的。可以采用一些近似的处理方法,如切诺夫界限法、重要性取样法等。
10
四、接收机灵敏度的高斯近似计算
1、概况：两种方法
1）从噪声功率谱密度进行计算
P(tl ) 是在tl时
刻产生一个初始电子-空穴对的概率
P(tl)( tl) 1[p h(tl)0]
P[N,(t0,t0 L)]是时隙L内产生N个初始电子-空穴对
P[N,(t0,t0
L)]
eN N!
的概率
19
Voutl (t)
e0 g {

lte 灵敏度计算公式

lte 灵敏度计算公式
LTE（Long Term Evolution）是一种无线通信技术标准，其灵
敏度计算涉及到接收机的灵敏度以及信噪比的计算。

在LTE系统中，灵敏度通常指的是接收机在保证特定误码率（通常为10^-3）的条
件下所能接收的最小输入信号功率。

灵敏度的计算公式可以通过以
下步骤来推导：
首先，我们需要计算信噪比（SNR）。

LTE系统中，信噪比通常
由下式给出：
SNR = (P_signal / N) (RB / N_RB)。

其中，P_signal为接收到的信号功率，N为接收机的噪声功率，RB为资源块的带宽，N_RB为资源块的数量。

接下来，我们可以将SNR与误码率联系起来。

在通信系统中，
通常使用误码率曲线（BER curve）来描述信号质量和误码率之间的
关系。

根据误码率曲线，我们可以找到对应于特定误码率的SNR值。

最后，根据所得到的SNR值，我们可以计算出接收机的灵敏度。

灵敏度一般定义为接收机所需的最小输入信号功率，使得在给定的误码率条件下，信号的SNR刚好满足要求。

需要注意的是，具体的LTE灵敏度计算公式可能会受到不同厂家、不同设备以及不同技术规范的影响，因此在实际应用中，可能会有一些细微的差异。

同时，灵敏度的计算也会受到一些实际因素的影响，比如多径衰落、天线增益、环境干扰等因素都需要在计算过程中进行考虑。

总的来说，LTE系统的灵敏度计算是一个复杂的过程，涉及到信噪比、误码率曲线以及接收机性能等多个方面的因素。

在实际应用中，需要根据具体情况和要求来选择合适的计算方法和参数，以确保系统的性能和可靠性。

光纤通信接收机灵敏度-文档资料

33
“0”码和“1”码的概率密度函数为：
f0(x) f1( x)
1
2 0
e
(
v
2
bmin
2 0
)2
1
2 1
( v bmax ) 2
e
2
2 1
E01
D
1
( v bm in )2
e 2 02 dv
2 0
令 x v bm in , dx dv
0
0
34
E01 Dbmin 0
ddid2fe0Idg2e0IdG2F(G)
24
3、高斯近似公式的推导
1）假设判决时有最坏的码元组合
bk = bmax bk = b0
k 0
k=0
V 2 n d ( t) e 0 g 2 [ ( e h 0) k b k h p ( tl k T ) I d ] h T 2 ( t tl) d tl
h
0 ]dtl }
e N N!
eN
e0 g
N 0
N!
N
hT (t
L
tl
}[
p(tl
h
)
0 ]dtl
Q e N 1 e N 1 e e 1
(N 1)!
( N 1)!
Vout l
(t)
e0
g
L
[
p(tl
h
)
0
]hT
(t
tl
)dtl
g [ e0 L h
p(tl )
第3.3讲光接收机的灵敏度计算
一、灵敏度计算的一般方法二、光电检测随机过程的统计特性三、接收机灵敏度的精确计算四、接收机灵敏度的高斯近似计算

接收灵敏度的解析与调试

记住：不存在所谓的经典匹配。实际应用中因器件之间有传输线，所以不一定会按理想情况变化，所以要做到得心应手，就必须学习传输线理论
三、传导灵敏度调试一
例：
公共通路上一般会有耦合器，有些案子会有SAW，此时耦合器与射频测试座之间的匹配网络影响通路阻抗的收敛性，耦合器与ASM ANT口之间的匹配网络影响通路阻抗的位置。
1、不同通信系统或速率，带宽会不同； 2、NF其中包括噪声系数和插损； 3、SNR一般TR厂家会给出
二、接收灵敏度的理论计算二
三、传导灵敏Байду номын сангаас调试一
射频通路（包括公共通路，双工器及SAW等）
S11
S22
S21 S12 ZI和ZL的特性阻抗理想情况下为50ohm S参数，即散射参数，是微波传输中的一个重要参数。 S12为反向传输系数，也就是隔离。 S21为正向传输系数，也就是增益。 S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗。 S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。
由于通路的阻抗并实例， TRX直通时：不一定能够很好地控制在50OHM，因此S22一般在
50OHM附近时收敛。
可以通过直通和参考Datasheet并一电感来确定S22的走位，
然后可以按照S22走
位的方法来调收敛
三、传导灵敏度调试一
从供应商处要了B5 双工器的 Datasheet S参数
1. 收敛性调试：
A.由于涉及频段较宽，因此所用器件需谨慎（无源和有源双重验证），个人认为一般串 1NH~2.4NH左右的电感，影响收敛比较明显，如图C1106。并联器件一般起微调作用，不宜选择小电感，一般大于27NH。并联电容影响明显，一般会导致发散。
B.器件的拓扑结构对收敛性有明显地影响。以射频测试座为2端口，ASM ANT口为1端口，此

33-34接收机灵敏度-精选文档

l 1
N
p ( t ) [ ] dt 0 t h
t L 0
0
n个Pprob()的卷积
结论：光电检测过程是非常复杂的随机过程。
8
三、接收机灵敏度的精确计算 1、方法
设Ns和Nd分别为每秒钟光生和暗电流生成的电子-空穴对数；qn是放大器的高斯噪声归一化为二次电子-空穴对数。假设接收机为线性系统，且判决时无码间干扰，
在取样判决时刻ts输出电压：
V ( t ) Z e [ g q ] Z e X s 00 l n 00
l 1
N N s d
定义X为归一化输出信号：
X
Ns Nd l 1
g
l
qn
9
第一项概率密度函数：
[N N ] N N s d e [ N N ] s d P ( ) P g ) t n g( l N ! N 0 l 1
2）高斯近似计算假设雪崩倍增过程的概率密度函数为高斯函数，从而使总噪声的计算变得简单。计算精度可保持在1dB范围内，满足工程设计的需要。
4
二、光电检测随机过程的统计特性
1、光子计数过程
1）泊松分布在时间间隔L内产生m个电子-空穴对的概率是均值为Λ 的泊松分布。（光生电子-空穴对的概率密度函数）
第二项为放大器高斯噪声，概率密度为：
fqn(x )
总噪声：
1 2 an
e
2 2 an
x2
P ( x ) P ) f ( x ) t( q n
d
B E R P ( 0 ) ()x P ( 1 ) ()x 0 1 Pxd Pxd

d
所以，总噪声的概率密度函数和灵敏度的精确计算是很复杂的。可以采用一些近似的处理方法,如切诺夫界限法、重要性取样法等。 10

GPS接收机的灵敏度分析

1GPS接收机的灵敏度定义随着GPS应用范围的不断扩展，业界对GPS接收机的灵敏度要求也越来越高，高灵敏度的接收性能可以令接收机在室内或其它卫星信号较弱的场景下仍然能够实现定位和跟踪，大大拓展了GPS的使用范围。

作为GPS接收机最为重要的性能指标之一，高灵敏度一直是各个GPS接收模块孜孜以求的目标。

对于GPS接收系统而言，灵敏度指标包括多个场景下的指标，分别为：跟踪灵敏度、捕获灵敏度、初始启动灵敏度。

目前业界已经可以实现跟踪灵敏度在-160dBm以下的接收机，同时，初始启动的灵敏度和捕获灵敏度也分别可以到达-142dBm和-148dBm以下。

GPS接收机首先需要完成对卫星信号的捕获，完成捕获所需要的最低信号强度为捕获灵敏度；在捕获之后能够维持对卫星信号跟踪所需要的最低信号强度为跟踪灵敏度。

为了实现定位，GPS接收机还需要解调GPS卫星发送的导航电文，相应的，解调导航电文所需要的最低信号强度为初始启动灵敏度。

根据上述定义可知，跟踪灵敏度最高，捕获灵敏度次之，初始启动灵敏度最差。

2GPS接收模块的灵敏度性能分析从系统级的观点来看，GPS接收机的灵敏度主要由两个方面决定：一是接收机前端整个信号通路的增益及噪声性能，二是基带局部的算法性能。

其中，接收机前端决定了接收信号到达基带局部时的信噪比，而基带算法则决定了解调、捕获、跟踪过程所能容忍的最小信噪比。

2.1接收机前端电路性能对灵敏度的影响GPS信号是从距地面20000km的LEO〔Low Earth Orbit，低轨道卫星〕卫星上发送到地面上来的，其L1频段〔fL1=1575.42MHz〕自由空间衰减为：按照GPS系统设计指标，L1频段的C/A码信号的发射EIRP〔Effective Isotropic RadiatedPower，有效通量密度〕为P=478.63W〔26.8dBw〕([1][2])，假设大气层衰减为A=2.0dB，则 GPS系统L1频段C/A码信号到达地面的强度为：GPS ICD〔Interface Control Document，接口控制文档〕文件〔[3]〕中给出的GPS系L1频段C/A码信号强度最小值为-160dBw，和上述结果一致。

sensitivity

实用文档之接收机灵敏度计算公式

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