接收灵敏度指标分析
GPS接收机灵敏度解析
1 GPS接收机的灵敏度定义随着GPS应用范围的不断扩展,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、冷启动灵敏度、温启动灵敏度。
目前业界已经可以实现跟踪灵敏度在-160dBm以下,冷启动灵敏度和温启动灵敏度也分别可以达到-145dBm和-158dBm以下,其中冷启动灵敏度和温启动灵敏度分别表示的是在两种不同场景下的捕获灵敏度。
GPS接收机首先需要完成对卫星信号的捕捉,完成捕捉所需要的最低信号强度为捕捉灵敏度;在捕捉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。
2 GPS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,二是基带部分的算法性能。
其中,接收机前端决定了接收信号到达基带部分时的信噪比,而基带算法则决定了解调、捕捉、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(f L1=1575.42MHz)自由空间衰减为:(1)按照GPS系统设计指标,L1频段的C/A码信号的发射EIRP(Effective Isotropic Radiated Power,有效通量密度)为P=478.63W(26.8dBw)([1][2]),若大气层衰减为A=2.0dB,则GPS系统L1频段C/A码信号到达地面的强度为:(2)GPS ICD(Interface Control Document,接口控制文档)文件([3])中给出的GPS系统L1频段C/A码信号强度最小值为-160dBw,和上述结果一致。
接收灵敏度指标分析
接收灵敏度
Rx 是接收( Receive )的简称。
无线电波的传输是“有去无回”的,当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时,接收端将不会接收任何数据,也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限。
接收灵敏度仍然用 dBm 表示,通常 WiFi 无线网络设备所标识的接收灵敏度(如 -83dBm) ,是指在 11Mbps 的速率下,误码率( Bit Error Rate )为 10 -5 (99.999%) 的灵敏度水平。
无线网络的接收灵敏度非常重要,例如,发射端的发射能量为 100mW 或 20dBm 时,如果 11Mb 速率下接收灵敏度为- 83dBm ,理论上传输的无遮挡视距为 15Km ,而接收灵敏度为- 77dBm 时,理论上传输的无遮挡视距仅为 15Km 的一半( 7.5Km ),或者相当于发射端能量减少了 1/4 ,既相当于 25mW ,或 14dBm 。
因此在无线网络系统中提高接收端的接收灵敏度,相当于提高发射端的发射能量。
802.11b/g 要求的接收灵敏度如下:
调制方式 OFDM OFDM OFDM OFDM CCK CCK DQPSK DBPSK
传输速率 54 Mb/s 48 Mb/s 36 Mb/s 24 Mb/s 11 Mb/s 5.5 Mb/s 2 Mb/s 1 Mb/s
接收灵敏度
-68 -69 -75 -79 -83 -87 -91 -94 dBm (for BER =
10 -5 )
从表中看出 802.11b/g 对不同的速率要求不同的接收灵敏度,意味着接收端的信号强度越小,速率越低,直至无法接收。
由此看到,在无线网络系统中,提高接收端的接收灵敏度与提高发射端的发射功率同等重要。
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。
GPS接收机的灵敏度分析
GPS接收机的灵敏度分析首先,灵敏度是指接收机在低信号强度情况下能够接收到的最小有效信号强度。
通常以接收和解码导航信号的最低功率为衡量标准,以dBm或dB-Hz为单位进行表示。
接收机的灵敏度越高,就能在更弱的信号环境下工作,提高了定位的可靠性和成功率。
接下来,影响GPS接收机灵敏度的因素主要有以下几个方面:1.天线性能:GPS接收机的天线性能直接影响信号接收的效果。
天线的增益、波束宽度和方向性等指标都会对接收机的灵敏度产生影响。
因此,选择合适的天线和调整其方向也是提高灵敏度的重要手段。
2.前端设计:前端设计主要包括低噪声放大器(LNA)的设计和功率分配等。
LNA的噪声系数和增益直接影响了接收机的灵敏度。
较低的噪声系数和合适的功率分配可以提高接收机的灵敏度。
3.中频放大器(IF)设计:IF放大器的设计和性能对于信号处理的正确性和灵敏度也有着显著的影响。
合适的增益、线性度和频带宽度都是提高灵敏度的重要因素。
4.数据处理算法:接收到的GPS信号需要经过一系列的解调、解码、滤波等处理才能得到最终的定位结果。
因此,高效、精确的数据处理算法也是提高灵敏度的重要因素。
除了影响因素,还有一些方法可以提高GPS接收机的灵敏度:1.天线方面:选择合适的天线,并根据天线增益和方向性调整天线的方向,以获得更好的信号接收效果。
2.前端设计:合理选择LNA的设计参数,以获得更低的噪声系数和更高的增益。
优化功率分配,增强前端输入信号的有效性。
3.中频放大器设计:充分考虑IF放大器的设计参数,以保证其增益、线性度和频带宽度的一致性。
避免过度放大和失真。
4.数据处理算法:针对GPS信号处理进行优化,提高解调和解码算法的性能,优化滤波和数据处理流程,从而提高定位的可靠性和精度。
综上所述,GPS接收机的灵敏度是衡量其接收能力的重要指标之一、灵敏度的高低直接影响了接收机在低信号强度环境下的工作效果。
通过选择合适的天线、优化前端和中频放大器的设计以及优化数据处理算法等方法,可以提高GPS接收机的灵敏度,提高定位的可靠性和精度。
GSM射频指标详解
1 射频(RF)指标的定义和要求1.1 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。
1.2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。
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。
GPS 接收机的灵敏度分析
GPS 接收机的灵敏度分析The Analysis on the Sensitivity of GPS Receiver深圳市华颖锐兴科技有限公司摘要:GPS 接收机的灵敏度是影响GPS 应用范围的非常关键的指标,目前业界纷纷推出高灵敏度的GPS 接收系统,使得GPS 的室内定位成为可能,大大拓展了GPS 的应用场景。
本文对GPS 接收机的灵敏度性能进行原理性分析,并给出了设计高灵敏度GPS 接收模块的建议。
关键词:GPS 高灵敏度 接收机设计Abstract: High sensitivity is a key feature for GPS receiver to extend its application field. A lot of high sensitivity GPS receiver chipsets has been put forward in the industry, making the indoor positioning possible. This paper analyzes the principle of the high sensitivity from both RF part and baseband part, and gives some advices on the design of high sensitivity GPS receiver. Key words: GPS, High Sensitivity, Receiver Design1 GPS 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。
wifiota接收灵敏度标准
为了更深入地了解和掌握wifiota接收灵敏度标准这一主题,我们需要首先了解什么是wifiota以及接收灵敏度标准的含义和作用。
一、什么是wifiota?1. wifiota是一种专门用于物联网设备的通信技术,它采用Wi-Fi协议来连接设备并进行数据传输,使得设备之间能够实现互联互通。
在物联网时代,wifiota技术的应用场景越来越广泛,包括智能家居、智能穿戴设备、智能工厂等领域,已经成为物联网设备通信的重要方式。
2. 了解wifiota的基本原理和应用场景对我们理解接收灵敏度标准至关重要。
只有充分理解wifiota技术的特点和应用范围,才能更好地去评估和掌握其接收灵敏度标准。
二、接收灵敏度标准的概念和作用1. 接收灵敏度是指接收设备在一定条件下能够接收并识别到的最小信号强度。
在无线通信中,信号的传输往往受到各种环境因素的影响,接收设备的接收灵敏度标准直接关系到设备是否能够有效地接收信号,从而影响通信质量和稳定性。
2. 接收灵敏度标准的作用在于帮助我们评估设备在接收信号方面的性能表现,以及确定设备能够正常工作的最低信号强度。
通过了解和掌握接收灵敏度标准,我们能够更好地进行无线通信设备的选型和性能评估,确保设备在复杂环境下的稳定通信。
三、wifiota接收灵敏度标准的评估和应用1. 评估wifiota接收灵敏度标准的过程中,需要考虑到设备本身的接收灵敏度指标、通信环境和干扰因素等多方面因素。
通过对接收灵敏度标准进行全面的评估,能够更好地了解设备在不同环境下的信号接收能力,从而为设备的部署和应用提供参考依据。
2. 在实际应用中,我们需要根据不同的场景和需求来确定wifiota设备的接收灵敏度标准,以确保设备在特定环境下能够稳定地进行通信。
而对于不同的物联网设备,其对接收灵敏度标准的要求也会有所不同,因此需要根据实际情况进行定制化的评估和应用。
四、个人观点和总结在我看来,wifiota接收灵敏度标准的评估和应用对于物联网设备的性能和稳定性至关重要。
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 D T U。 2 g et 87A 声系 数分 析仪 。 )A in N 93 噪 l 3 P 68 脉 冲信 号驱 动噪声 源 。 )H 84 D 4 G 3 3A )A E 6 1 直流 电源 。 按 照 图 1 示 ,使 用 A in 8 7 A 所 g et 9 3 噪声 系数 分 析仪 将带 有 噪 l N 声 源 ( os ore n i suc )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 ( G 33a A E 6 1 )并加 入本 振 ( O) L 脉 冲信 号驱 动 噪声 源 ( P 6 8 H 84 D)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 + 0 1 B 一 B 1 1 g 1 ( z + O g计 算 得 出各 频点 的灵 敏度 ,取最 小值 得 到 接 收机 MH ) l lF 灵 敏度 。 3 灵敏 度的直观 测量 法测量接 收机 灵敏度
1 7 6
应 用 方 法 论
2窄 霸 L 科2 7 _ 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 7 0 6 10 8)
针对PDT接收机灵敏度指标的分析及优化
Radio Wave Guard电波卫士DCW35数字通信世界2019.10PDT 警用数字集群通信系统覆盖了公安、消防、人防、森林防火以及应急调度等诸多应用,是应急通信保障的重要手段,比如在森林防火现场,如果消防员和指挥官因为通信设备接收灵敏度的原因沟通不畅,使得扑火现场的情况无法准确的传达,将会造成严重的人员和财产损失。
又如在大型集会应急通信保障应用中,如果指挥官和安保人员沟通不畅,指挥官就无法把握现场的动态,从而对于各种突发事件无法做出正确的决定,造成不可估量的后果。
所以在产品设计过程中,必须对各项指标严格进行把控。
PDT 警用数字集群通信系统主要工作在V/U 波段,这个波段通信的特点是“视距通信”,视距条件下,无线信号无遮挡地在发信端与接收端之间直线传播,这要求在第一菲涅尔区(First Fresnel zone )内没有对无线电波造成遮挡的物体,菲涅尔区的大小取决于无线电波的频率及收发信机间距离。
如果有坚硬物体突入菲涅耳区内的信号通道时,锐边衍射就会使部分信号偏转,致使其到达接收天线的时间略微晚于直接信号。
由于这些偏转的信号与直接信号有相位差,所以它们会降低其功率或者将其完全抵消。
如果树木或其他“软”物体突入菲涅耳区,它们就会削弱通过的信号,降低其强度。
简而言之,尽管事实上可以看到某一个位置,但这并不意味着就能够建立到该位置的优质无线电链路。
1 P DT 接收机灵敏度指标及其测试在通信过程中,衡量接收机系统的各项指标系统的指标主要有接收灵敏度、邻道选择性、共信道抑制、杂散响应抗扰性、阻塞、互调响应抗扰性等。
其中,接收机灵敏度定义了接收机可以接收到的并仍能正常工作的最低信号强度。
灵敏度指标对于基站信号覆盖范围的大小起到了至关重要的作用,反应了接收机接收微弱信号的能力。
灵敏度指标过低,会使基站接收信号的失真度增大,导致通信质量变差、通信覆盖范围减小,实际应用过程中表现为基站收不到上行信号、终端设备脱网,或者话音恶化、断续、丢字甚至无法正常通信等结果,这在一些重要通信场合是不能容忍的。
光纤通信第三章3-接收机灵敏度
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。
GSM射频性能指标及调试
GSM射频性能指标及调试一、GSM射频性能指标1. 接收灵敏度(RX Sensitivity):接收灵敏度是指手机接收信号的最低能力。
该指标表示手机能正常接收信号的最低功率水平。
较高的接收灵敏度意味着手机可以在更远的距离内接收到信号。
2. 发射功率(Transmit Power):发射功率是指手机发送信号的功率水平。
该指标表示手机发送信号的强度。
较高的发射功率可以提高信号覆盖范围和质量。
3. 信号质量(Signal Quality):信号质量是指手机接收到的信号的质量。
主要包括误码率、信噪比、相位误差等指标。
较好的信号质量意味着较低的误码率,更好的语音和数据传输质量。
4. 信道质量(Channel Quality):信道质量是指网络中不同信道的质量。
主要包括信号强度、信噪比、多径衰落等指标。
较好的信道质量意味着更稳定的通信连接和更高的数据传输速率。
5. 射频覆盖(RF Coverage):射频覆盖是指网络信号在特定区域内的分布情况。
主要包括覆盖范围、覆盖强度等指标。
较好的射频覆盖意味着在特定区域内用户可以较为稳定地使用移动通信服务。
二、GSM射频性能调试1.优化基站布局:通过合理的基站布局,包括位置、天线高度和天线方向等因素,可以提高射频覆盖范围和质量。
2.调整天线参数:通过调整天线的传输功率、方向和倾角等参数,可以优化信号传输,提高覆盖范围和质量。
3.设置网络参数:通过调整网络中的相关参数,如功控参数、邻区参数等,可以提高网络的性能和覆盖。
4.测试设备:使用专业的测试设备,如功率分析仪、信号发生器等,进行精确的信号测试和分析。
5.故障排除:及时对出现的信号问题和故障进行排除和修复,提高网络的稳定性和可靠性。
针对以上调试方法,需要具备一定的专业知识和技能。
同时,也需要不断学习和了解最新的射频调试技术和设备,以适应移动通信技术的发展。
总结起来,GSM射频性能指标的调试和优化是确保通信质量的关键。
通过合理的基站布局、调整天线参数、设置网络参数、使用专业测试设备和故障排除等方法,可以提高GSM网络的覆盖范围、信号质量和通信性能,满足人们对移动通信的需求。
接收灵敏度和噪声系数
S(dBm) = NT0(dBm) +10log(BW)+ NF(dB) + Eb/Nt_req
接收机整体的噪声系数
可知,越前面的阶级,对 于噪声系数的影响就越大
从天线到LNA,包含ASM、SAW Filter、以及接收路径走 线,这三者的Loss总和,对于接收机整体的Noise Figure, 有 最 大 影响 , 若 这边 的 Loss 多 1 dB , 则 接 收 机整 体 的 Noise Figure,就是直接增加1 dB,因此挑选ASM时,要 尽量挑选Insertion Loss 较小的。
R 是原始资料的Chip Rate,RC 是展频后的Chip Rate,R 与RC 分别为12.2Kbps 与3.84Mcps,带入上式
由上图可知,当WCDMA 的接收信号展频后,会额外 再获得25dB 的Gain,提高SNR,进而提高灵敏度, 因此虽然WCDMA 的带宽较宽,但实际上在量测时, 其灵敏度普遍都比GSM得好。
按照GPS系统设计指标,L1频段的C/A码信号的发射为 P=26.8dBw,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:
PC/A=P-F-A =26.8-182.4-2.0
=-157.6dBw
GPS ICD(Interface Control Document,接口控 制文档)中给出的GPS 系统L1 频段C/A 码信号强度 最小值为-160dBw,和上述结果一致。在实际场景中, 由于卫星仰角的不同、以及受树木、建筑物等的遮挡, L1 频段C/A 信号到达地面的强度可能会低于160dBw。
导航接收机指标分析及测试
1测试目的1)检测卫星导航接收机的功能是否满足技术要求,功能测试主要包括:具备B3、B1、L1单频点定位功能;具备B1B3双频定位功能;具备B3L1兼容定位功能;可接收INS等速度信息;具备定位、测速、原始电文及观测量等信息输出功能。
2)检测卫星导航接收机的性能指标是否满足技术要求,性能测试主要包括:动态性能、定位测速精度、捕获定位时间、捕获跟踪通道数、信号动态范围、灵敏度、数据跟新率、供电电压、功耗等。
3)检测卫星导航接收机的接口是否满足技术要求,接口测试主要包括:射频接口、数据接口、与惯性导航系统(INS)接口、1PPS秒脉冲输出接口。
2测试要求测试要求主要包括:场地要求、环境要求、辅助测试设备要求。
a)场地要求:工作台干净、平整,具有良好的防静电功能,同时确保测试场地周边没有其他干扰信号。
测试分为室内对卫星信号模拟源测试和室外对天(真实信号)测试两种测试方式。
b)环境要求:温度15℃~35℃、相对湿度20%~80%、室内照度>500cd/c㎡。
c)设备要求:万用表、专用线缆、计算机串口工作正常、直流稳压电源、示波器、模拟源。
测试所用仪器、仪表、高频线缆等必须满足测试所需的电磁兼容性和测试精度要求,并在标定有效期内使用。
所选用的通用测试仪器必须符合国家有关标准并经计量部门检定合格,测试设备必须经过严格标定。
3测试仪器及系统连接1)测试所需仪器、仪表等物品如下表所示:表3-1 测试仪器物品清单表2)系统连接测试项目分为两种连接方式:室内对卫星信号模拟源测试和室外对天信号测试a)室内对卫星信号模拟源测试连接图图3-1 室内对卫星信号模拟源测试连接图b)室外对天信号测试连接图图3-2 室外对天信号测试连接图4测试方法及判别依据4.1 外观检验板卡:外表无划伤、裂纹、绝缘物破裂现象;标识:序列号、硬件版本号、PCB板号;标识应清晰、正确;射频针头:齐全,无变形;芯片管脚:用放大镜仔细看,无翘起,焊点光滑。
饱和光功率和接收灵敏度的关系
饱和光功率和接收灵敏度的关系一、概述饱和光功率和接收灵敏度是光通信系统中两个重要的性能指标,它们分别代表了光接收器的最大输入光功率和最小可接收的光功率。
了解饱和光功率和接收灵敏度之间的关系对于光通信系统的设计和优化具有重要意义。
本文将就这一主题展开探讨。
二、饱和光功率的概念1. 饱和光功率指的是当光接收器的输出功率达到最大值且不再随着输入光功率增加而增加时的输入光功率。
2. 光接收器的饱和光功率通常由器件制造商提供,一般以dBm为单位。
三、接收灵敏度的概念1. 接收灵敏度是指在特定误码率条件下光接收器能够接收的最小光功率。
2. 接收灵敏度常用dBm或μW表示。
四、饱和光功率和接收灵敏度的关系1. 饱和光功率和接收灵敏度是相互影响的,它们之间的关系可以用以下公式表示:接收灵敏度 = 饱和光功率 - 系统损耗其中,系统损耗包括光纤损耗、连接器损耗等。
五、影响饱和光功率和接收灵敏度的因素1. 光接收器的极限光接收器的极限包括光电探测器的响应时间、放大器的饱和功率等。
2. 光纤传输损耗光纤传输损耗是光信号传输过程中不可避免的损耗,会降低接收端的光功率。
3. 连接器损耗连接器的质量和损耗会直接影响系统的总损耗,进而影响接收灵敏度。
六、如何优化饱和光功率和接收灵敏度1. 选择高性能的光接收器和光电探测器,提高系统的饱和光功率;2. 减小光纤传输损耗,选择优质的光纤和合理的布线方案;3. 使用低损耗的连接器,减小连接器损耗。
七、结论饱和光功率和接收灵敏度是光通信系统中关键的性能指标,它们之间存在着密切的关系。
了解和优化饱和光功率和接收灵敏度对于光通信系统的性能提升具有重要的意义。
在实际应用中,需要根据具体情况综合考虑各种因素,以达到最佳的系统性能。
饱和光功率和接收灵敏度的关系对于光通信系统的设计和优化至关重要,希望本文能够对读者有所帮助。
八、实际应用中的挑战在实际光通信系统中,优化饱和光功率和接收灵敏度面临着许多挑战。
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。
GPS接收机的灵敏度分析
GPS接收机的灵敏度分析GPS(全球定位系统)接收机是一种能够接收来自卫星的信号并计算出接收机位置的设备。
接收器的灵敏度对于GPS性能至关重要。
在这篇文章中,我们将对GPS接收器的灵敏度进行分析。
GPS接收器的灵敏度是指接收器能够接收和解码不同信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下的卫星信号的能力。
SNR是一个表示卫星信号和噪声之间关系的指标。
在没有干扰的情况下,SNR越高,接收机所能接收到的信号质量越好。
接收机的灵敏度直接影响到接收机的工作性能。
一个灵敏度较高的接收机可以在低信噪比环境下正常工作,并收集到更多、更弱的卫星信号。
相反,一个灵敏度较低的接收机则可能无法正常工作或者只能工作在较好的信号条件下。
为了评估接收机的灵敏度,可以使用一些指标来进行测试。
最常用的灵敏度指标是接收机灵敏度阈值(Receiver Sensitivity Threshold)。
这个指标表示接收机能够接收到的最低信噪比。
一般来说,接收机灵敏度阈值越低,接收机的灵敏度越好。
在实际测试中,可以通过在实验室或者实际场景中提供不同信噪比的信号来评估接收机的灵敏度。
这可以通过向信号添加不同程度的噪声来实现。
例如,可以通过增加基带噪声的功率来减少信噪比,然后观察接收机是否仍然正常工作。
除了信噪比之外,还有其他一些因素可能会影响GPS接收机的灵敏度。
其中包括接收天线的性能、前端放大器的设计以及信号处理算法的优化。
一个优秀的天线可以提供更好的信号增益,从而提高接收机的灵敏度。
高质量的前端放大器可以提供更好的噪声系数,进一步提高接收机的性能。
优化的信号处理算法可以更好地抵抗干扰,提供更准确的位置信息。
总之,GPS接收机的灵敏度对其性能至关重要。
一个灵敏度较高的接收机可以在更复杂的信号环境中工作,并提供更准确的位置信息。
因此,在选择和评估GPS接收机时,灵敏度是一个需要重视的指标。
通过实验室测试和场景测试,可以获得接收机的灵敏度阈值,并评估其性能。
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接收灵敏度指标分析本文对接收机设计、测试一些会遇到的问题比如噪声系数对接收机灵敏度的影响;本振频率误差与接收机灵敏度的影响;接收机灵敏度的两种表达方法有何联系等进行了一些较为接近理论的分析。
由于本人理论水平的限制一定会有很多理解不正确的地方,不当之处还请大家讨论。
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。
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+10lg B+ 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。
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表示于图1实线[2]所示,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。
图1 π/4DQPSK的误比特率性能及频差Δf引起的相位漂移Δθ=2πΔfT对误比特率的影响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。
接收机灵敏度有两种表示方法,我们常用的是用dBm表示,而在协议中接收机灵敏度的表示单位通常是用dBμv来表示的。
这两者有什么关系呢?dBm是功率的单位,而dBμv是电势的单位。
信号电势Es与信号功率Si的关系为:RsSi(3)Es4我们所用的系统的阻抗一般为Rs=50Ω,当信号功率Si用dBm表示,信号电势Es用dBμv表示,则有20lgEs=113+10lgSi (4)举例来说,灵敏度-106dBm,也就是7dBμv。
式(2)、(4)是我们经常能用到的应该记住,熟练换算。
在有线电视技术中我们常常遇到几个信号参数的量值,这几个量值是对数单位---分贝(db)。
用分贝表示是为了便于表达、叙述和运算(变乘除为加减)。
分贝是表征两个功率电平比值的单位,如A=10lgP2/P1=20lgU2/U1=20lgI2/I1。
分贝制单位在电磁场强计量测试中的用法有如下三种:1、表示信号传输系统任意两点间的功率(或电压)的相对大小。
如一个CATV放大器,当其输入电平为70dbμV时,其输出电平为100dbμV,也就是说放大器的输出相对于输入来说相差30db,这30db是放大器的增益。
2、在指定参考电平时可用分贝表示电压或电场强的绝对值,此参考电平通称为0db。
如定义1μV=0dbμV、1mW=0dbm、1mV=0dbmV。
例如,现有一个信号A其电平为3dbμV,换算成电压的表示方式为:3=20lgA/1μV、A=2μV,即这个3dbμV的信号电压为2μV。
3、用分贝表示电压或场强的误差大小,如30±3db。
通常db是表征电路损耗、增益的量值;dbmV和dbμV是表征信号的相对电平值,由于1mV=1000μV,所以有0dbmV=60lg10=60dbμV。
例如,信号电平是70dbμV,用dbmV表示是70-60=10dbmV;dbm和dbw是表征信号的相对功率值,由于1W=1000mW,所以有0dbW=30lg10=30dbm,例如光功率为9dbm ,换算成功率的单位(瓦)有:9=10lgx,x=7.9mW 。
功率与电平的换算(dbm与dbμV的换算):在很多情况下,我们手里都只有一台场强计,它的量值单位通常是dbμV,但在一些高频功率放大器中往往只给出输出信号的功率值,为此要将功率值换算成电平值,对于50欧阻抗的信号源来说,当其输出功率为1mW(0dbm)时,其端电压输出应为U=50P-E2×1000000=223606.7978μV,用分贝表示是:20lg223606.7978=107dbμV。
也就是说0dbm的50欧信源的输出电平为107dbμV。
例如1:一50欧的高频功率放大器其输出功率为50dbm,求其输出电平,有:107+50=157dbμV。
例如2:某50欧接收设备其最小接收功率为-90dbm,求其最小接收电平,有:107-90=17dbμV。
当需要表示系统中的一个功率(或电压)时,可利用电平来表示。
系统中某一点的电平是指该点的功率(或电压)对某一基准功率(或电压)的分贝比10 lg( P / P0 ) = 20 lg( U / U0 )显然,基准功率(即P=P0)的电平为零。
对同一个功率,选用不同基准功率P0(或电压U0)所得电平数值不同,后面要加上不同的单位。
若以1W为基准功率,功率为P时,对应的电平为10 lg(P/1W),单位记为dBW(分贝瓦)。
例如功率为1W时,电平为0dBW;功率为 100W时,电平为20dBW;功率为100mW时,对应的电平为10lg(100mW/1W) = 10lg(100/1000) = -10dbW已知系统中某点的电压,也可用dBW来表示该点的电平。
例如某输入端的电压为100mV,则其输入功率P = U^2/Z = 0.1^2 /75 = 1.3 × 10^(-4) W对应的电平为10lg( 1.3 × 10^(-4) / 1 ) = -38.75dbW若以1mW为基准功率时,则功率为P时对应的电平为10lg(P/1mW),单位记为dBmW(分贝毫瓦)。
例如功率为1W时,电平为30dBm;功率为1mW时,电平为0dBm;功率为1uW时,电平为-30dBm;电压为1mV时,对应的功率P = U^2/Z = 0.001^2 /75 = 1.3 × 10^(-8) W =1.3 × 10^(-5) mW对应的电平为10lg( 1.3 × 10^(-5)mW /1mW) = -48.75 dbm若以1mV作为基准电压,则电压为U时对应的电平为20lg(U/1mV),单位记为dBmV(分贝毫伏)。
例如电压为1V时,对应的电平为60dBmV;电压为1uV时,对应的电平为-60 dBmV ;功率为1mW时,电压U = sqr( P*Z ) = sqr(75*10^(-3)) V = 274 mV对应的电平为20lg(274mv/1mv) = 48.75 dbmv若以1uV为基准电压,则电压为U时对应的电平为20lg(U/1uV),单位记为dBuV(分贝微伏)。
例如电压为1mV时,电平为60dBuV ;电压为100mV 时,电平为100dBuV ;功率为1mW时,电压U = 274 mV = 2.74 × 10^(-5) uV对应的电平为20lg(2.74 × 10^(-5) / 1 ) = 108.75 dbuV电平的四个单位dBW、dBm、dBmV、dBμV之间有一定的换算关系,表所示左边的原单位变换为上边的新单位时需要增加的数值。
利用表可以方便地把电平由一种单位化为另一种单位。
例如要把115dBuV化为其它单位表示,可利用表中最后一行:化为dBW时用第一列数-138.75,即用原来的数加-138.75得- 23.75,说明115dBμV相当于-23.75dBW;类似地,115dBuV相当于115-108.75=6.25dBm;相当于115-60=55dBmV。
若把dBmV化为其它单位,则应用第三行;若把dBm化为其它单位,则应用第二行;若把dBW化为其它单位,则应用第一行等等。
dBW(新) dBm(新) dBmV(新) dBμV(新)dBW(原) 0 30 78.75 138.75dBm(原) -30 0 48.75 108.75dBmV(原) -78.75 -48.75 0 60dBμV(原) -138.75 -108.75 -60 0。