WCDMABTS接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算

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实用文档之接收机灵敏度计算公式

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。

GSM移动通信系统接收机的噪声系数和接受灵敏度(txx23).docx

GSM移动通信系统接收机的噪声系数和接受灵敏度(txx23).docx

GSm移动通信系统接收机的噪声系数和接受灵敏度(txx23)摘要当今世界已经进入到飞速发展的信息时代,而在这信息时代中通信特别是移动通信是发展最快的产业。

手机现在已经成为人们日常生活中必不可少的设备。

为了防止某些人利用手机从事某些违法的行为,或者在某些不允许使用手机的地方切断手机的使用,本文设计了一个针对gsm手机发射信号的接收机。

论文首先阐述了gsm移动通信系统的特性、频段分配、功率控制、信号接收等相关知识,而后对本接收机设计所需要的各个主要元器件——天线、宽带滤波器、低噪声放大器、混频器、数字解调器——的功能和参数意义作了说明,并且把所选用的各类器件参数作了详细地分析,将各元器件之间的连接方法也进行了说明。

在文章最后从总体上论证了接收机的噪声系数和接受灵敏度。

关键词:gsm,天线,宽带滤波器,低噪声放大器,混频器,中频放大器,gmsk第一章绪论1.1 引言近年来,移动通信事业得到了高速发展,手提电话(手机)用户量急剧增长,这一方面促进了经济和科技得发展,推动了社会的进步,但另一方面,手机制造的噪声污染也变得愈来愈严重。

例如,在会议室、法庭、医院剧场、图书馆等公共场所,由于手机的随意使用,破坏了原有的安静、严肃气氛、影响了这些活动的正常进行。

又如,利用手机泄密也成为不可忽视的问题,在涉及到政治、经济、军事等保密场所,常有人有意无意地利用手机将重要机密泄露出去,给党和国家的事业造成严重损失。

这已引起政府和军方的密切关注。

1.2 国内外研究概况和发展动态1.干扰发射机2.智能蜂窝失效器3.智能灯塔失效器4.直接接收&发射阻塞器5.电磁干扰屏蔽设计(详略)付费论文:22000多字有中、英文摘要、图、表300元备注:此文版权归本站所有;本站保证购买者的省唯一性。

通信网络-DTV与移动通信共用天馈系统的干扰分析与解决方案

通信网络-DTV与移动通信共用天馈系统的干扰分析与解决方案

DTV与移动通信共用天馈系统的干扰分析与解决方案浙江三维通信股份有限公司周亚良摘要在DTV和移动通信系统共用天馈系统时,需要考虑如下问题:杂散干扰,互调干扰,阻塞干扰。

只要解决杂散干扰的问题,互调干扰和阻塞干扰自然得到解决。

关键词:DTV,移动通信,天馈系统,解决方案一、概述DTV的应用频段为VHF(174~230MHz)、UHF(470~838MHz)及L-band,最佳的应用频段为UHF。

根据我国目前的无线频率分配规划,数字地面电视与中国移动、中国联通、中国电信/网通的移动通信系统CDMA800、GSM900、DCS1800以及即将建设的WCDMA、TD-SCDMA系统的工作频率如表1所示:二、干扰类型与避免干扰的原则在DTV和移动通信系统共用天馈系统时,需要考虑如下问题:杂散干扰,互调干扰,阻塞干扰。

研究表明,只要解决杂散干扰的问题,互调干扰和阻塞干扰自然得到解决。

由于ETSIEN300.744的杂散抑制和互调抑制采用相同的指标,故按照发射载波边带杂散辐射相同的分析方法。

为了克服干扰,则需要遵守三条准则:(1)从干扰基站到被干扰基站的寄生辐射信号强度应比它的接收噪声限低10dB;(2)在被干扰基站生成的三阶互调干扰(IMP3)电平应比接收机噪声限低10dB;(3)受干扰站从干扰站接收到的总载波功率应比接收机的1dB压缩点低5dB。

三、DTV与各系统的杂散、互调干扰分析ETSIEN300.744介绍,DTV信号在中心频率±8MHz时的杂散及互调发射抑制约45dB(2k模式)、53dB(8k模式),据此分析,在中心频率±20MHz时的杂散及互调发射抑制应为65dB (2k模式)、73dB(8k模式)。

1.TV与中国联通CDMA系统的干扰(1)同频干扰分析目前数字电视频段为470~860MHz,数字电视信号落入CDMA800上行接收频带内,与CDMA800下行只差10MHz的频率,这样肯定会对CDMA800产生严重的干扰,而且无法克服。

接收灵敏度计算

接收灵敏度计算

接收灵敏度计算
接收灵敏度是指接收器对输入信号变化的敏感程度。

一般来说,接收灵敏度越高,接收器对更小幅度的信号变化都能正确地检测和解调。

接收灵敏度的计算方法通常涉及以下几个因素:
1. 接收器的噪声系数(Noise Figure):噪声系数是衡量接收
器噪声性能的指标,它表示接收器引入的噪声相对于理想噪声源的增益倍数。

噪声系数越小,接收器的噪声性能越好,接收灵敏度也就越高。

2. 接收器的增益:接收器的增益决定了输入信号转化为输出信号的增益,增益越高,输入信号在接收器内部被放大的程度越大,对输入信号的灵敏度也就越高。

3. 接收器的带宽:带宽是指接收器能够传输和处理的信号频率范围,带宽越宽,接收器对不同频率的输入信号的灵敏度也就越高。

4. 接收器的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR):信噪比是
指信号和噪声的功率比值,它描述了接收器输出中有用信号的功率与噪声功率之间的关系。

信噪比越高,接收器对输入信号的灵敏度也就越高。

综上所述,接收灵敏度的计算需要综合考虑接收器的噪声系数、增益、带宽和信噪比等因素。

具体的计算方法可根据接收器的具体参数进行推导和计算。

接收机灵敏度计算公式

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‎N in表示‎N out:Nout = (F × Nin × Sout) / Sin其中‎S out = 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。

WCDMA链路预算及容量估算

WCDMA链路预算及容量估算
?2 dB
UE发送端
链路预算时,一般语音业务取 21dBm;数据业务 取 24dBm。但有时都取21dBm。
6
接收机灵敏度
接收机灵敏度 :灵敏度是接收微弱讯号的能力,接收机灵 敏度与信号频率,S/N和调制模式相关。 S_BS = Eb/No + 10lg(Rb) + KT + NF_BS -Eb/No 基站接收机解调门限。通过链路仿真和实测得到。 与业务类型、传播环境、接收机解调性能,配置条件(收分 集、功控、软切换)相关。 -Rb 数据数率 -KT热噪声密度,常温下等于 -174dBm/Hz -NF_BS 接收机噪声系数
一般取-174dBm/Hz
11
噪声系数
噪声系数和噪声指数
接收机的噪声指数是接收机在处理当中引入的 噪声,等于输入端信噪比与输出端信噪比之比。
F=(Si / Ni)/(So / No) NF=10 logF
基站:3~5dB 手机:7~8dB
12
干扰余量
干扰余量(干扰储备,Noise Rise Limit)
15
无线传播中的损耗(3)
穿透损耗
建筑物的贯穿损耗是指电波通过建筑物的外层结构时所受 到的衰减,它等于建筑物外与建筑物内的场强中值之差。 一般在10 – 20 dB,它和建筑物材质、厚度有关。
16
阴影衰落余量
阴影衰落余量(fading margin)
为了保证基站以一定的概率覆盖小区边缘,基站必须预留一定的发 射功率以克服阴影衰落,这些预留的功率就是衰落裕量。
17
功控余量分析分析
功控余量(快衰落余量)
用于抵抗快衰落(瑞利衰落)的功控波动范围 。步行 条件下,2.0--5.0dB 。高速移动条件下,快速功控 余量近为 0dB

噪声系数计算方法

噪声系数计算方法

噪声系数计算方法噪声系数计算方法研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。

因此,离开信号谈噪声是无意义的。

从噪声对信号影响的效果看,不在于噪声电平绝对值的大小,而在于信号功率与噪声功率的相对值,即信噪比,记为S/N(信号功率与噪声功率比)。

即便噪声电平绝对值很高,但只要信噪比达到一定要求,噪声影响就可以忽略。

否则即便噪声绝对电平低,由于信号电平更低,即信噪比低于1,则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。

因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。

1 噪声系数的定义要描述放大系统的固有噪声的大小,就要用噪声系数,其定义为设Pi为信号源的输入信号功率,Pni为信号源内阻RS产生的噪声功率,Po和Pno分别为信号和信号源内阻在负载上所产生的输出功率和输出噪声功率,Pna表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出。

已知噪声功率是与带宽B相联系的。

噪声系数与输入信号大小无关。

定义:Pni为信号源内阻Rs的最大输出功率,为kTB噪声系数的大小与四端网络输入端的匹配情况无关噪声系数的定义只适用于线性或准线性电路信噪比与负载的关系设信号源内阻为RS,信号源的电压为US(有效值),当它与负载电阻RL相接时,在负载电阻RL上的信噪比计算如下:在负载两端的信噪比结论:信号源与任何负载相接本不影响其输入端信噪比,即无论负载为何值,其信噪比都不变,其值为负载开路时的信号电压平方与噪声电压均方值之比。

2. 噪声系数的计算用额定功率和额定功率增益表示的噪声系数放大器输入信号源电路如图所示。

任何信号源加上负载后,其信噪比与负载大小无关,信噪比均为信号均方电压(或电流)与噪声均方电压(或电流)之比。

放大器的噪声系数NF为Pasi和Pao分别为放大器的输入和输出额定信号功率,Pani和Pano分别为放大的输入和输出额定噪声功率,Gpa为放大器的额定功率增益。

额定功率, 又称资用功率或可用功率, 是指信号源所能输出的最大功率, 它是一个度量信号源容量大小的参数, 是信号源的一个属性, 它只取决于信号源本身的参数——内阻和电动势, 与输入电阻和负载无关, 如图所示。

无线直放站在CDMA系统中应用

无线直放站在CDMA系统中应用

无线直放站在CDMA系统中的应用摘要:本文从第三代移动通信网络的优化经验出发,给出无线直放站在cdma网络系统中的应用、相关参数的计算及其带来的影响。

关键词:cdma 直放站噪声覆盖链路预算一、skt网络建设经验介绍在移动通信网络建设中,普遍认为直放站的引入会造成对基站的干扰并影响网络质量。

但韩国skt第三代移动通信网络的建设却告诉我们,只要合理使用直放站,不但可以降低建设成本,而且可以打造优秀的网络。

下面将skt的网络建设情况作一简单介绍。

skt目前总共有四个移动网,包括is-95a/b网、cdma2000 1x网、ev-do网和wcdma网。

其中is-95a/b网覆盖全国,cdma2000 1x和ev-do主要覆盖首都和各地市城区,wcdma网仅覆盖首都汉城地区,于2003年12月26日正式开通运营。

is-95a/b基站数量全国4900个,其中汉城地区1300个;cdma2000 1x基站数量全国2700个,其中汉城地区1100多个;ev-do基站数量与1x基站数量相同,其主要在原有1x基站上加板实现;直放站数量全国10.51万个,其中光纤直放站5100个,大部分用于室外覆盖(仅约80个用于室内);射频直放站10万个,其中1600个为大功率无线直放站,主要用于商场、高档写字楼、高档小区以及政府机关等较大型的室内覆盖,其余均为500mw的小型小功率直放站,主要用于地下停车场、咖啡厅、办公室、小商铺以及台球厅等各种覆盖面积比较小的场所。

估算可知,skt网络直放站与基站数量之比高达10:1以上,从这一比例可以看出,直放站在各个cdma系统的建网中成了主角,这可与我们的日常理解是大不相同甚至背道而弛的。

这种看似反常规的网建方式真的合理吗?真的能带来高品质的网络质量吗?下面来看一下skt的网络质量。

skt的网络质量很好,网络覆盖全面,软切换比例小,郊区及郊区高速路面上单导频占有相当大的比例,ec/io值基本在-1db到-3db左右变化,即使是高楼林立的汉城市区也很少看到有3、4个导频现象,ec/io值基本保持在-5db左右,路面上导频污染少;手机的发射功率特别低,分布在-20dbm和-30dbm间的比例居多;手机电池的耗电量小,待机时间可保持4-5天;手机的接续时间短,平均约4-5秒;通话质量好,话音清晰。

接收机灵敏度计算公式之欧阳地创编

接收机灵敏度计算公式之欧阳地创编

接收灵敏度的界说公式摘要:本应用笔记论述了扩频系统灵敏度的界说以及计算数字通信接收机灵敏度的办法。

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

在扩频数字通信接收机中,链路的怀抱参数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的界说中推导出来的。

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关系根据界说,F是设备(单级设备,多级设备,或者是整个接收机)输入真个信噪比与这个设备输出真个信噪比的比值(图1)。

因为噪声在不合的时间点以不成预见的方法变更,所以用均方信号与均方噪声之比暗示信噪比(SNR)。

图1.下面是在图1中用到的参数的界说,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 × 1023 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)的界说如下:F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout) = (Sin / Nin) ×(Nout / Sout)用输入噪声Nin暗示Nout:Nout = (F × Nin × Sout) / Sin其中Sout = G × Sin 获得:Nout = F × Nin × G调制信号的平均功率界说为S = Eb / T,其中Eb为比特继续时间内的能量,单位为Ws,T是以秒为单位的比特继续时间。

WCDMA 灵敏度公式详解

WCDMA 灵敏度公式详解

上行灵敏度公式:Sin (dBm) = NF (dB) + KTBRF (dBm) + Eb/No (dB) - PG (dB)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)PG = BRF / RbitWCDMA 规定用户数据速率Rbit等于12.2kbpsF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。

WCDMA基站灵敏度分析

WCDMA基站灵敏度分析

WCDMA基站灵敏度分析在现代移动通信系统中,无论是哪种制式,接收机(receiver)都是必不可少的,扮演着非常重要的角色。

就目前扩频通信系统中,接收机的性能起着至关重要的作用,而其灵敏度(sensitivity)参数无疑是其中最重要的一项,它不但能够影响网络的质量,还能影响网络的覆盖和容量。

因此,分析接收机的灵敏度有着非常重要的意义。

一、接收机噪声分析所谓灵敏度,直接从字面上的意义,就是接收微弱信号的能力。

要接收微弱的信号,一般的想法是设法将信号能量放大,也就是提高增益(Gain),以接收更微弱的信号,但是增益高的接收机,其灵敏度不一定高,这就是一般容易误解的地方。

我们首先来分析一下噪声(Noise)的问题。

1、接收机的信噪比收音机就是典型的接收机,打开收音机,当没有信号进来时,通常都可以听到细小的“沙沙”声,这就是噪声的声音。

当有信号进来时,强度够的话,这种“沙沙”声就几乎听不到。

可是如果信号微弱的话,我们会把收音机的音量开大,想更清楚地听到信号,这一来,“沙沙”声也就相对变大。

如果信号更微弱的话,纵然将接收机的音量开到最大,也只是徒然提高“沙沙”声而已,还是听不清楚。

可见要清楚地接收到微弱信号,问题并不是在将音量(增益)开得多大,如果纯粹想提高增益的话,就会变得非常简单,一直加放大器就是,由此可见,单纯提高增益是没有意义。

其关键是信号和噪声相对的强度,是否信号有足够的强度,不被噪声所遮盖。

这种信号强度和噪声强度的对比就叫“信号噪声比”(SignaltoNoiseRatio)或者简称S/N比;当然,S/N比在习惯上也经常以dB为单位来表示。

从接收机声频输出端(如扬声器)所听到的噪声。

可以区分为两类。

第一类是伴随着信号从天线端接收进来的外部噪声。

对于此类噪声称之为背景噪声,一般是很难去掉的。

第二类是与外部环境完全无关的内部噪声,即使将输入端的信号降低到零,仍可听到的噪声,这完全是接收机本身所产生的内部噪声。

噪声系数计算公式

噪声系数计算公式

噪声系数计算公式在我们的日常生活和各种技术领域中,噪声是一个让人又爱又恨的存在。

有时候,它是夜晚让我们难以入眠的“小恶魔”;有时候,它又像是隐藏在复杂系统中的神秘“小精灵”,让工程师们为了找到它的规律而绞尽脑汁。

而今天咱们要聊的噪声系数计算公式,就是帮助我们抓住这个“小精灵”的有力工具。

先来说说什么是噪声系数吧。

简单来讲,噪声系数就是用来衡量一个系统或者设备引入噪声程度的一个指标。

想象一下,你正在听一首美妙的歌曲,但是音响里却时不时传来一些沙沙的杂音,这让人多扫兴啊!这个时候,噪声系数就能告诉我们,这音响到底有多“糟糕”,引入了多少不和谐的声音。

噪声系数的计算公式看起来有点复杂,但是别怕,咱们一点点来拆解。

它的基本公式是:噪声系数(NF)= 输入信噪比 / 输出信噪比。

这里的信噪比,就是信号功率与噪声功率的比值。

比如说,有一个放大器,输入信号的功率是 10 瓦,噪声功率是 1 瓦,那么输入信噪比就是 10:1 。

经过这个放大器放大后,输出信号的功率变成了 100 瓦,但是噪声功率也增加到了 10 瓦,输出信噪比就变成了 10:1 。

按照公式一算,噪声系数就是 10÷10 = 1 。

这说明这个放大器没有额外引入噪声。

但是实际情况可没这么简单,往往一个系统会由多个部分组成,这时候就得一步步来计算了。

我记得有一次,我在实验室里和学生们一起研究一个通信系统的噪声性能。

我们有一个接收前端,包括天线、滤波器和放大器。

通过测量,天线接收到的信号功率是 5 微瓦,噪声功率是 0.5 微瓦,输入信噪比就是 10:1 。

经过滤波器后,信号功率变成了 4 微瓦,噪声功率变成了 0.4 微瓦,这时候的信噪比还是 10:1 。

但是再经过放大器,输出信号功率变成了 40 微瓦,噪声功率变成了 4微瓦,输出信噪比就变成了 10:1 。

按照公式依次计算每个部分的噪声系数,然后再综合起来,可把我们累得够呛。

但是当最终得出结果,发现系统的噪声性能符合预期的时候,那种成就感简直无法形容。

wcdmabts接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算

wcdmabts接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算

wcdmabts接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算WCDMA BTS 接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算1 概述灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收小信号的能力,它和诸多因素有关。

例如,在不同的误码率、信纳比、信噪比等条件及不同的接收环境(静态、多径信道模型)情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。

静态参考灵敏度是指接收机在静态理想传播环境(相当于有用信号直接输入接收机,没有任何外界干扰)下,错误比特率小于某一规定值时接收机可以接收最小有用信号的能力。

它是各种传播条件中最高的灵敏度,也就是说在任何情况下的接收机灵敏度数值都不可能超过静态参考灵敏度。

通常所讲的基站灵敏度一般是指它的静态参考灵敏度。

2 接收机灵敏度计算基站接收机系统可以分为射频滤波、LNA、混频、中频滤波、放大、A/D变换、DSP处理、解调等几部分组成,如图1所示。

f N b/Nt ELNA 混频 VGA 射频滤波器解码 A/D变换、DSP处理 Pnoise Pmin LO图1 接收机原理框图进入接收机输入端的信号有两种,有用信号Pmin 和热噪声信号Pnoise,由于接收机通道中电路本身也会产生噪声Nf,因而在解调处有用信号和噪声信号的比例为:Eb/Nt=Pmin-Pnoise-Nf (1)其中Eb/Nt 是有用信号平均比特能量与噪声和干扰功率谱密度的比值,又称为解调门限,相当于模拟FM调制的C/I(载干比),是衡量数字调制和编码方式品质因素的标准。

Eb/Nt 的值取决于该系统的调制方式和解调算法。

Pnoise 为接收机输入口处的热噪声信号,又称本-23底噪声,其数值为Pnoise=10Log(KT?BW),其中K是波尔兹曼常数,K=1.3810J/K;,0T为标准噪声温度,T=290K。

则: 00Pnoise=10Log(KT)+10Log(BW)=-174dBm+10Log(BW) (2) 0式中BW为系统信道带宽。

对于WCDMA系统而言,BW=3.84MHz,由式(1)、(2)可以推出WCDMA基站接收机理论上静态参考灵敏度Pmin为:Pmin=-174dBm+10Log(BW)+ Nf+ Eb/Nt=-108.15+ Nf+ Eb/Nt (3)静态参考灵敏度是在静态传播情况下测得的数值,是衡量接收机性能好坏的一个重要指标。

无线接收灵敏度原理分析与算法

无线接收灵敏度原理分析与算法

接收灵敏度原理算法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。

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WCDMA BTS 接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算
1 概述
灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收小信号的能力,它和诸多因素有关。

例如,在不同的误码率、信纳比、信噪比等条件及不同的接收环境(静态、多径信道模型)情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。

静态参考灵敏度是指接收机在静态理想传播环境(相当于有用信号直接输入接收机,没有任何外界干扰)下,错误比特率小于某一规定值时接收机可以接收最小有用信号的能力。

它是各种传播条件中最高的灵敏度,也就是说在任何情况下的接收机灵敏度数值都不可能超过静态参考灵敏度。

通常所讲的基站灵敏度一般是指它的静态参考灵敏度。

2 接收机灵敏度计算
基站接收机系统可以分为射频滤波、LNA、混频、中频滤波、放大、A/D变换、DSP 处理、解调等几部分组成,如图1所示。

图1 接收机原理框图
进入接收机输入端的信号有两种,有用信号P min 和热噪声信号P noise,由于接收机通道中电路本身也会产生噪声N f,因而在解调处有用信号和噪声信号的比例为:
E b/N t=P min-P noise-N f(1) 其中E b/N t是有用信号平均比特能量与噪声和干扰功率谱密度的比值,又称为解调门限,相当于模拟FM调制的C/I(载干比),是衡量数字调制和编码方式品质因素的标准。

E b/N t的值取决于该系统的调制方式和解调算法。

P noise为接收机输入口处的热噪声信号,又称本底噪声,其数值为P noise=10Log(KT0·BW),其中K是波尔兹曼常数,K=1.38 10-23J/K;T0为标准噪声温度,T0=290K。

则:
P noise=10Log(KT0)+10Log(BW)=-174dBm+10Log(BW) (2) 式中BW为系统信道带宽。

对于WCDMA系统而言,BW=3.84MHz,由式(1)、(2)可以推出WCDMA基站接收机理论上静态参考灵敏度P min为:
P min=-174dBm+10Log(BW)+ N f+ E b/N t
=-108.15+ N f+ E b/N t(3)静态参考灵敏度是在静态传播情况下测得的数值,是衡量接收机性能好坏的一个重要指标。

但在实际工作中,由于接收机所处的环境非常复杂,移动通信信道不可能是一个静态信
道,有用信号不可能无衰减、无干扰地通过空间介质到达接收机。

事实上,它是一个多径衰落信道,发射的信号要经过直射、发射、散射等多条传播路径才能到达接收端,而且随着移动台的移动,各条传播路径上的信号幅度、时延及相位随时随地地发生变化,因而接收信号的电平是起伏和不稳定的,这些多径信号相互叠加形成衰落;另外除有用信号能进入接收机外,干扰信号(如同频、邻频干扰信号)也会进入接收机,造成对有用信号的干扰。

所有这些不利因素都会降低接收机的接收效果,为了改善接收机在多径、频率干扰传播环境的接收能力,使它能达到静态信道下的接收效果,在移动通信系统中采取了许多措施,例如分集接收、基带跳频、射频跳频、均衡算法等,这一系列措施都是为了保证基站接收机在复杂的多径、频率干扰环境里灵敏度仍能接近或达到静态参考灵敏度的数值。

3 WCDMA BTS接收机整机静态噪声系数的计算
WCDMA系统基于直接序列扩频通信技术,具有扩频增益,它的解调门限(E b/N t)较低,可以为负值,这样有利于提高接收机的灵敏度,同时也降低了对射频前端本身的噪声要求。

WCDMA系统中,基站和移动台之间的信息交换是以幀为基本单位的。

每幀包含业务信道(语音或数据)、寻呼信道、导频信道和同步信道的信息。

因此,对于WCDMA基站性能的评价都是建立在一定的幀误码率(FER)的基础上。

根据WCDMA规范,在采用BPSK数据调制及12.2Kbps全速率语音编码和静态高斯噪声信道传输条件下,满足输入信号为P min=-121dBm时FER=0.01要求的最低E b/N0为
5.1dB,在此基础上增加2 dB的设计余量,则要求E b/N0>7.1dB。

由扩频系统方程,
E b/N0= E b/Nt+G p (dB)(4) 其中,G p为系统扩频增益
G p=10Log(BW/R INFO)= 10Log(3.84Mcps/12.2Kbps)=25dB (5)则解调门限为E b/Nt=-17.9dB
由此,为了得到在满足FER=0.01条件下接收机输入灵敏度为-121dBm,接收机射频模拟前端的最大噪声系数为:
N f=P min-(-108.15)-E b/N t =-121+108.15+17.9=5.05 dB
也就是说,按照3GPP规范要求,我们所设计的接收机射频模拟前端的静态噪声系数必须满足
N f<5.05 dB
4 讨论
以上计算静态参考灵敏度是在静态传播情况下测得的数值,对我们设计射频前端接收机电路有一定的指导意义。

但如前所述,移动通信信道是一个多径衰落信道,此时接收机的解调门限要高于静态传输条件下的值。

因此,在多径衰落条件和满足同样误码率和接收灵敏度的情况下,对接收机模拟前端噪声系数的要求要高,即噪声系数要低。

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