GPS信号功率,信噪比和系统灵敏度
GPS导航系统的信号干扰及其解决方案研究
GPS导航系统的信号干扰及其解决方案研究一、GPS导航系统概述GPS(Global Positioning System)，全球定位系统，是一种基于卫星发射的信号进行位置、速度等导航信息的定位和速度测量系统。
GPS发射的信号经过三个部分进行测量和定位：空间部分、控制部分和用户部分。
GPS可以用于军事、航空、海洋、测量等各个领域。
二、GPS信号干扰介绍当使用GPS进行定位和导航时，有时会受到许多外部因素的影响，如障碍物，大气层，天气，射频干扰等。
射频干扰是一种电磁兼容性问题，通常表现为电信号或电磁波的传输或辐射，导致接收器性能下降，数据错误等问题。
通常，射频干扰可分为以下几类：1.情况1由其他发射设备的频率误差或扰动产生的干扰。
针对这种干扰情况，需要加强对GPS接收器的滤波器设计。
2.情况2设备之间的干扰，尤其是GPS接收设备和移动通信设备之间的干扰。
这种干扰情况通常还涉及移动通信设备的基站、天线等硬件系统，使GPS接收设备受到强电磁波干扰，导致定位接收机的性能严重受损。
3.情况3由于某些特殊环境产生的信号干扰，如雷电、电力线、工业射频等因素产生的干扰。
在面对这种环境干扰的时候，需要采取减少电气设备或工业射频干扰的措施，以减少GPS接收机的干扰。
三、GPS信号干扰的影响1.导致定位不准确GPS信号干扰会影响卫星信号接收的质量，从而导致导航和定位不准确。
2.导致信号丢失GPS信号干扰严重的时候，会导致卫星信号的丢失，使变得无法定位导航。
3.导致接收端性能下降GPS信号干扰也会导致GPS接收机的性能下降，如信噪比和接收灵敏度降低等。
四、GPS信号干扰的解决方案为了解决GPS信号干扰问题，我们可以采用以下方法:1.进行硬件设计加强GPS接收器的滤波器设计是解决GPS信号干扰的重要手段之一。
此外，合理配置天线系统、选择合适的接收模式以及保持接收机清洁以防止损坏等措施都有助于避免接收机的干扰。
2.加强软件升级软件升级也是解决GPS信号干扰的重要方法之一。
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。
GPS专业术语
UTO 由观测恒星直接求得的世界时。世界时与恒星时的关系为 太阳日-恒星日=3m56.555n
UTC 协调世界时，平滑原子时系统。它与UT2非常接近。
采样（Sampling）： 以周期性的时间间隔取某一连续变量值的过程。
周跳（Cycle skipping）：在干扰作用下，环路从一个平衡点，跳过数周，在新的平衡点上稳定下来，使相位整数周期产生错误的现象。
载波（Carrier）：作为载体的电波，其上由已知参考值的调制波进行频率、幅度或相位调制。
C/A码（C/A Code）：GPS粗测/捕获码，为1023 bit的双相调制伪随机二进制码，码率为1.023MHz,码重复周期为1ms.
差分测量（Difference measurement）：利用交叉卫星、交叉接收机和交叉历元进行GPS测量。
可分为下列三种；
单差测量（SD）：（交叉接收机）由两个接收机同时观测一颗卫星所接受的信号相位的瞬时差。
双差测量（DD）：（交叉接收机、交叉卫星）观测一颗卫星的单差相对于观测参考卫星的单差之差。
GDOP(三维坐标加钟差) 四维几何因子
PDOP(三维坐标） 三维坐标几何因子
HDOP(平面坐标） 二维坐标几何因子
VDOP(高程) 高程几何HTDOP(高程和钟差) 高程与钟差几何因子
动态定位（Dynamic positioning）： 确定运动着的接收机随时间变化的测点坐标的方法。每次测量结果由单次数据采样获得并实时计算。
偏心率（Eccentricity）： e=SQRT((a2-b2)/b2) (2是平方)，式中a,b为长半轴和短半轴。
信噪比资料
信号接收功率的强弱并不能完整的描述信号的清晰程度或者说是质量的好坏，一般我们还需要知道信号相对于噪声的强弱。
信号的质量通常用信噪比（SNR）来衡量，它定义为信号的功率P与噪声的功率N之间的比率信噪比没有单位，通常以分贝的形式表示，显然，信噪比越高，则信号的质量越好。
接收机的信号捕获和跟踪的性能与信噪比有关由于噪声功率N以及相应的信噪比SNR与噪声带宽Bn的取值有关系，因而每次给定一个信噪比值，我们一般应当随即指出其所采用的噪声带宽值，而这时常会给信噪比的应用带来不方便。
载噪比C/N0 简称载噪比，其大小与接收机所采用的噪声带宽Bn没有关系，有利于性能的对比。
N=KTBn N0=KT而N0/2称为噪声频谱功率密度。
需要说明的是，因为噪声带宽Bn通常指代单边频谱带宽值，所以噪声频谱功率密度也就相应的定义成N0/2而不是N0，其中系数1/2用来强调次噪声频谱功率密度值指代单边。
由于信号的正负双边频带总宽为2Bn,因为噪声功率N就等于N0/2乘以2B0N=N0Bn信噪比与载噪比之间的关系：C/N0=SNR*Bn对于一般的接收机而言，N0的典型值为-205DBW/Hz，那么载波L1上-160DBW的喜好标称最低接受功率相当于45db.hz的载噪比，其大于40db.hz视为强信号，小于28视为弱信号在地面上接收到的GPS信号十分微弱，信号的功率通常比噪声低得多。
每颗GPS卫星在Ll载波上以13．4W的功率广播C／A码信号，对于在天顶的卫星来说，信号的传输路径约为20000km，信号衰耗为182．4dB：对于在地平线的卫星来说，信号的传输路径约为26000km，信号衰耗为184．7dB。
下表3．1说明了GPS信号接收电平。
通常情况下，GPS卫星广播C／A码信号的功率比设定的最低功率高3～7dB。
在信号仿真模型中，C/A码功率PC/A可由信号幅值表示：PC/A=A2/2其中：A为信号幅值由于干扰噪声的存在，信号功率的绝对大小不具有实际的意义，GPS接收机对信噪比(SNR)更为敏感。
gps f9k 参数
gps f9k 参数
GPS F9K是一种GPS接收器模块，通常用于定位和导航应用。
它具有一系列参数，包括但不限于以下几个方面：
1. 定位精度，GPS F9K的定位精度是指在理想条件下测量所得
的位置与实际位置之间的偏差。
这通常由水平精度和垂直精度来衡量，可以根据不同的使用场景进行调整和优化。
2. 接收灵敏度，GPS F9K的接收灵敏度是指其接收信号的能力，通常以dBm为单位。
较高的接收灵敏度意味着模块能够在较弱的信
号环境下工作，提高定位的可靠性和稳定性。
3. 工作频率，GPS F9K的工作频率指其接收和发送GPS信号的
频率范围，通常在特定的L1、L2或L5频段内工作。
4. 电源要求，GPS F9K的电源要求包括工作电压、电流消耗等
参数，这些参数对于模块的稳定运行和功耗管理至关重要。
5. 外部接口，GPS F9K通常具有多种外部接口，如UART、SPI、I2C等，用于与主控设备进行通信和数据交换。
总的来说，GPS F9K的参数涵盖了定位精度、接收灵敏度、工
作频率、电源要求和外部接口等多个方面，这些参数会影响到模块
在实际应用中的性能和稳定性。
针对不同的应用场景和需求，用户
可以根据这些参数进行选择和优化，以实现最佳的定位和导航效果。
灵敏度
讨论这个议题的主要起因是:灵敏度(sensitivity)是如何确定的.[]问题:我们经常看到某些GPS芯片商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高,但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计,GPS产品的灵敏度取决于GPS芯片和放大器的设计,那么就带来下面的问题:[]1)系统的灵敏度是如何计算的芯片的灵敏度对系统设计有什么影响 []2)接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平 []3)如何按照信噪比,信号功率设计系统灵敏度 [][]这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人![52jinfoxhe:R1 灵敏度的计算公式:S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽,Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比, NF为系统噪声系数.如果是扩频系统,还需要减去扩频增益.2 对于GSM来说,其灵敏度一般为-110dBm左右(基站),和具体的配置有关系.从仿真来看, GSM的解调Eb/N0为4-5dB.3 见1.snow99:好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像GPS RF BW: 2.046 MHzModulation: BPSKProcess Gain: 46 dThermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHzRequired Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正)Receiver NF: 3 dB (Typical)Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间]Arm720:楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了,降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度.那么对于设计来说是不是可以这么理解:1)根据灵敏度公式估算系统的接收灵敏度 2)根据估算的系统接收灵敏度计算对芯片接收灵敏度的要求芯片接收的灵敏度反映了对前级放大器噪声系数和信噪比的设计要求. 不知我的理解是否正确,如果是这样,估算的原则又是什么那些参考书上有描述,我想详细的研究一下,多谢了! 那位测试过GPS信号的朋友能说一下GPS信号的接收功率和信噪比吗Arm720:看来我的发帖晚了一部,多谢jinfoxhe和snow99兄!不过snow99兄的计算方法和上面公式好像对不上.你描述的是对GPS接收系统的需求,不只这些需求是如何计算出来的. 多谢了!以下是引用jinfoxhe在2006-4-24 8:56:00的发言:1 灵敏度的计算公式:S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽,Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比, NF为系统噪声系数.如果是扩频系统,还需要减去扩频增益.2 对于GSM来说,其灵敏度一般为-110dBm左右(基站),和具体的配置有关系.从仿真来看, GSM的解调Eb/N0为4-5dB.3 见1.今天仔细看了看jinfoxhe兄的帖子,发现对关键问题进行了描述"Eb/N0为芯片在一定误码条件下的解调需要的信噪比",也就是说,你选的芯片就决定了接收系统灵敏度的理论值,这个理论值是衡量实际系统能够工作的重要依据.比如,接收系统的灵敏度理论值为-150dBm (该值仅为了举例),如果你在室内测量到的GPS信号为-145dBm,说明你的系统在室内也能工作.上面是个人理解,望大家指正.看来Sow99兄对GPS有丰富的经验,可否大致说明一下这些指标的设计思路啊snow99:我现在不做GPS, 只有一点简单的了解, 这方面也是一知半解.上面给出来的公式有点问题GPS RF基本参数RF BW: 2.046 MHzData Rate: 50 bpsPN Rate: 1.023 MbpsData repeat: 1 msProcess Gain (per data) = 10*LOG(1.023 Mbps / 50 bps) = 43 dBRequired Eb/N0 由基带处理器决定 --- 基带并行相关器数目N和积分时间T, 一般来说, N和T越大, Required Eb/N0 就越低. N增加表示系统复杂度增加, T增加表示启动时间变长.抄一下灵敏度的计算公式:S=-174dBm+10*log(RF BW)+Eb/N0+NF = -111 +Eb/N0+NF比如说SiRF最新的产品有-159DBM的灵敏度, 并且冷启动时间是三十几秒, 说明它有很大数量的相关器, 实际上这个数字 N > 200000在CDMA/WCDMA/GSM手机上的GPS接收可以由网络协助完成(SA),因此不需要太复杂的基带处理器,并且所需C/N很低,比如17DB-HZ (CDMA/WCDMA)Required Eb/N0 = C/N - 10log(RF BW) = 17 - 63 = -46 dB灵敏度S= -111 + Eb/N0+NF=-111-46+NF=-157+NFNF是接收机从天线到基带的级联噪声系数snow99:这是GPS接收所需C/N与相关器数目N和积分时间T的曲线snow99:注意C/N的单位是dB-Hz, Eb/N0 (dB) = C/N - 10log(RF BW)GPS RF BW: 2.046 MHz伽利略系统 RF BW: 4.092 MHzArm720:snow99兄,感谢你的精辟分析!版主该给snow99兄加分了吧!从你的分析,我发现了一个很奇怪的现象:GPS在信号功率小于噪声功率,系统也能正确解码,分析如下:GPS系统灵敏度:S=-174dBm+10*log(RF BW)+Eb/N0+NF = -111 + Eb/N0+NF.也就是说如果GPS接收器系统的灵敏度比-111dBm还要小,意味着 Eb/N小于0,也就是信号功率小于噪声功率,换句话就是信号淹没在噪声中,也能正确解码.分析到这儿,我又有点糊涂了:1) 如果GPS接收信号的功率为-130dBm,比-111dBm小,但是并不意味着信号功率小于噪声功率呀.2) 上面这种情况,如何分析灵敏度,GPS信号功率,信号比之间的关系snow99兄,这个信噪比的要求感觉太小了吧:Required Eb/N0 = C/N - 10log(RF BW) = 17 - 63 = -46 dBjinfoxhe:GPS在信号功率小于噪声功率,系统也能正确解码对的, 这就是扩频带来的好处,提高了系统的灵敏度.缺点就是需要更大的带宽Arm720:本论坛的高人比较多啊!不知噪声功率一般是多少,也就是环境噪声的功率,另外如何计算从天线进入到系统的噪声功率这个问题搞清楚了就能详细分析信号功率,噪声功率和信噪比之间的关系了;然后分析和灵敏度之间的关系Arm720:前面有一个问题没有描述清楚:1) 如果GPS接收信号的功率为-130dBm,比-111dBm小,也就是信噪比为负值,信号功率小于噪声功率,但是此时并不意味着信号功率就小于噪声功率.这就是互相矛盾的地方.那位朋友能说说您的理解和看法今天网上找到一片文章,详细讨论噪声系数的,正在研究中,初步的研究结果是:1)射频系统讨论的噪声是热噪声,也就是这种噪声不是从环境噪声中来,是由电路自身产生的噪声,与外部环境无关;据我的理解如果是从外部环境中来,应该称之为干扰!2)NF (Noise Factor)噪声系数,与信噪比无关,NF描述的是信号在系统热噪声的影响下,对信号影响的描述.对噪声,灵敏度的研究在继续中,希望这几天就有结果,大家也一起来讨论!据我的理解,如果你研究射频,不研究噪声,系统灵敏度度,就不能把握射频系统的设计和全面分析,但是对这种研究比较枯燥;因为没有实物,又不能测量,唯一能做的就是呆板枯燥的公式分析.Submarine:扩频系统的灵敏度S=KTB+Eb/No+NF-Gp,其中Gp为扩频增益.这个和一般的灵敏度计算公式有点不同,就是最后的扩频增益的差别.扩频增益为扩频数据率/基带数据率.tina_whj:据我的理解,如果你研究射频,不研究噪声,系统灵敏度度,就不能把握射频系统的设计和全面分析,但是对这种研究比较枯燥;因为没有实物,又不能测量,唯一能做的就是呆板枯燥的公式分析.强烈赞同,刚开始学习射频知识,感觉特迷茫Arm720:我的研究轨迹,共楼上的朋友作参考.我接触射频时,能感到的问题是匹配,集中精力攻关匹配方面的问题,同时做仿真方面的准备;然后遇到的问题是系统的性能分析,也就是灵敏度吧,现在集中分析灵敏度和噪声问题;可能接下来碰到的问题就是电路实现方面的,要研究微带线,天线方面的内容.好,下面继续噪声方面的讨论感谢submarine朋友对灵敏度给出新的公司描述!正好手上有一篇介绍CDMA的灵敏度文档,确实是如此,但是对于噪声功率,有一个问题一直都想不通.噪声功率的公式为:(是热噪声的功率)Pnoise = KTB (K: 波尔兹曼常数1.38x10的-23次方;T:开氏温度=摄氏温度+273.15,此处T=290;B:equivalent noise bandwidth--不知道怎么翻译,我的理解是带宽) ----- 问题就在这个带宽B上面单位HZ噪声功率 = 4.002x10的-21次方瓦特. Pnoise(dBm) = -174dBm .------这就是-174dBm的来历.问题(1)就是: 带宽越宽,噪声功率越大;你系统的带宽越宽,系统的噪声功率越大,这和实际不符;在实际系统中应该是噪声能量大,而不是功率大,功率应该是不变的吧.在看看灵敏度的公式:S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽. 实际上10*log(BW)就是上面公式中的参数B部分;问题(2)得出的结果是系统带宽越宽,灵敏度越低,这是个非常奇怪的结论.Jinfoxhe:带宽越宽,噪声功率越高.这是没错的,其实你说的噪声功率和噪声能量是一回事.S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF,这是对射频(中频)而言.没有考虑基带的处理增益,如果是扩频系统,Gp会带来灵敏度的提高.'问题(2)得出的结果是系统带宽越宽,灵敏度越低,这是个非常奇怪的结论'这个结论很正常. woshi622:这里有个问题我不太明白S=-174dBm+10*log(扩频后带宽)+Eb/N0+NF-Gp此处的Gp=10*log(扩频后速率/扩频前速率).那么一算的话 S==-174dBm+10*log(扩频前带宽)+Eb/N0+NF此时的扩频又有什么意义还有,这里应该要加入天线的增益吧,望解答everyday:以下是引用woshi622在2006-4-27 10:02:00的发言:S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF此处的Eb/N0应该已经包含了扩频增益.还有,这里应该要加入天线的增益吧,望解答这个灵敏度是做天线以后的计算公式.如果你要从天线端算,应该加天线的增益,但是天线的增益并不是每个方向都是一样的.所以一般公式都没有加.Ayuyu:通常我们说的的噪声基低-174dBm,其实它是常温下热噪声功率谱密度,准确的单位应该是dBm/Hz.是单位Hz上的热噪声功率.所以带宽越宽,频域积分的功率就越大,但是常温下热噪声的功率谱密度是不变的.SNR就是信噪比比.就是信号和噪声功率比,它等于Eb*R/(N0*B),R是数据比特速率,B 是信号占用带宽而不是RF/IF通道的带宽.在扩频系统中通常和扩频信号的chip rate取同样的值.Eb/N0的概念是每比特能量和噪声功率谱密度的比值.如果只考虑热噪声,系统容量(数据比特速率)和它占用的带宽比值趋于零,那么Eb/N0有个理论极限值就是香农极限-1.6dB. 从香农公式R=B*log2(1+SNR)可看出,传输的数据速率一定,信号的功率一定,增大传输信号占用带宽,可以降低系统对SNR的要求也就是降低对Eb/N0的要求.扩频系统就是采用增大信号占用带宽的方法来降低系统对SNR的要求.GPS也是扩频系统.灵敏度实际上就是指能够满足指定Eb/N0的最小信号功率.如果数据比特速率R一定,增大信号占用带宽B,此时带宽内的噪声功率N0*B增加,到了一个程度可以使得SNR<0dB,就是说在这个带宽内信号功率Eb*R小于噪声功率N0*B,信号淹没在噪声里,但是Eb/N0仍然可以被保证,也就是说系统可以正常工作.所以SNR LNA到ADC之间的放大倍数为 124dBArm720:woshi622朋友,我在逐渐写出我最近想到和碰到的问题,我现在对于你的问题也没有定量的研究,我也想知道,如果你近期有研究成果,欢迎发表!我最近较忙,没有时间做研究和仿真了,只能业余时间研究一下;扩频带宽和灵敏度之间的关系,应该有一个曲线来描述,曲线拐点就是最优的值.希望大家一起来研究,各位朋友的观点和意见能起到抛砖引玉和指引方向的目的,我就是沿着这个方向研究的,但是更进一步的理解还是需要个人去找参考书来加深学习.这个论坛很好,资料很多,一起讨论的朋友也热心和多呀.woshi622:通过我对一些扩频项目标书的研究,发现扩频增益并不能直接影响接收灵敏度的,改变的只是信号在传输时对一些特定信号的抗干扰能力,如一些窄带功率很大的信号Cmin=C/No+Rb-Gviterbo+L-G/T-K(L为解扩损耗)如有不对,希望能够指正ayuyu:其实最有意义的是SNR或Eb/N0.灵敏度并没有多少意义Arm720:同意前面woshi622 和 ayuyu兄的观点,扩频不能带来灵敏度上的任何提高,只能增强系统的抗干扰能力 ---- 没有见到权威资料描述0,欢迎讨论!扩频系统灵敏度公式1:Sin (dBm) = NF (dB) + KTB(dBm) + Eb/No (dB) - Gp (dB) 扩频系统灵敏度公式2:Sin (dBm) = NF (dB) + KTB(dBm) + SNR(dB) ---> SNR= Sout/Nout (dB)实际上公式2才是灵敏度的表达式,为什么要转化为Eb/N0的形式原因在于BER (Bit Error Rate)是通过比特能量Eb来衡量和计算的.先解释一下各个部分的含义:NF:噪声系数 K,T:波尔兹曼常数和开氏温度(此处=290K)B :扩频带宽 Eb : 每比特信号能量 N0:噪声功率谱密度(注意有所不同) = F*KT --- 多一个噪声系数FGp:扩频增益 = B / R (R = 用户数据波特率)实际上Sout/Nout = Eb/N0 - Gp (dB) ; 推导一下这个公式.回顾一下Energy = Power * T -> Power = Energy * 1/T --说明 1/T 就是数据波特率也就是Sout = Eb * R ; Nout = F*KTB --- 注意输出噪声有一个噪声系数FSout/Nout = Eb * R / (F*KTB) = (Eb/F*KT) * (R/B) = Eb/N0 * 1/Gp再写一个比较全的灵敏度公式作细化分析:Sin = F * KTB * SNR = F * KTB * Eb/N0 * R/B (mW) ->这个公式的含义就非常清楚了,扩频带宽 B 给约掉了.结论:1)扩频对系统灵敏度没有任何的影响 --- B给约掉了2)扩频提高了抗干扰能力;通过 R/B 看出 --- 为什么使用扩频通讯的原因3)编码算法能有效提高系统灵敏度 ---> 这就是无线通讯为什么人们孜孜不倦的研究高增益的编解码算法的原因;因为编解码是有效降低Eb/N0,提高系统灵敏度,扩大覆盖的半径;今天恍然大悟.到此为止,研究基本告一段落.还有下面的问题没有细化研究:1)Eb 和 BER之间的关系,这个非常的复杂,与具体的编解码算法相关. 不做细化研究.感谢各位朋友的热心支持,给出研究方向,灵敏度研究暂告一段落,下面步入微带线和天线的研究,欢迎交流!Arm720:本来以为到此研究就结束了,但是在实现过程中还是会碰到不少的问题.扩频系统灵敏度公式1:Sin (dBm) = NF (dB) + KTB(dBm) + Eb/No (dB) - Gp (dB) ----- 这个公式描述的是系统在理想情况下的灵敏度理论值,也就是你设计的电路系统的极限值,为实际设计和调测作参考,很重要的.系统实测的灵敏度和这个值作比较,就能发现你的系统是否优良,同时也指导你找出原因.实际实现过程中,你的电路系统几乎是达不到这个指标的,因为实际电路中,由于PCB布线,屏蔽,等各方面的原因,引入干扰,降低系统了的信噪比,降低了灵敏度.那么再提出一个问题:电路实现过程中,有哪些手段去提高设计电路的灵敏度我先说一下我的想法,希望各位朋友参与和提供实践上的指导.1)提高实际电路的灵敏度,关键点在第一级的LNA和输入匹配电路的设计2)LNA输入匹配的关键在于最低噪声系数匹配,匹配方法为Gt增益圆,NF噪声圆,稳定圆,找合适的GamaS (不多讨论匹配细节)上面是传统的匹配步骤,我个人感觉忽略了一个很重要的考虑因数,就是对灵敏度的考虑,我们再把接收到的信号功率在细化的分为几个部分:Paten:天线接收的信号功率 Psignal:天线信号经过匹配后的输出信号功率,也就是LNA之前的信号功率Psig_reflect :不完全匹配从LNA反射回的功率 Psig_LNA :LNA接收到的信号功率他们之间的关系为:Psignal = Paten * aFactor (衰减因子) = Psig_LNA +Psig_reflect ---- 这个公式对分析灵敏度很重要实际上对系统有效解码的信号是Psig_LNA -----> 这个为提高电路系统灵敏度提供了理论依据;要知道电路系统实际接收到的信号的从天线接收到的信号,提高灵敏度的途径就是有效降低天线信号功率和 LNA吸收信号功率(有时也叫源信号资用功率) 的差值:1) 降低从天线信号功率的衰减因子 --- 和匹配电路相关2) 降低LNA输入系统的反射功率 --- 也许NF匹配就确定了LNA的反射功率,是否有新型电路结构能降低VSWR,又能降低信号的反射功率.Arm720:希望各位朋友能提供LNA输入级,在实践上灵敏度的指导和理论验证. 在电路实现上,对LNA输入级有哪些方法能达到下面的目的:1)降低匹配系统衰减因子 2)既有较低的NF系数,又有较低的VSWR(较低的反射功率) awp666:可以通过选择合适的工作点来选择你需要的NF,如果是VSWR则需要通过匹配电路来实现.不过,NF与Gain是不能同时满足的,因此你需要计算出你认为合适的值,然后选择好LNA的工作点.在SMith原图上,把这个工作点通过匹配网络转回圆心,看看需要什么电路形式,进一步用优化的方式使整个通带都满足你的要求.Arm720:多谢版主!一般情况下LNA设计中,NF,VSWR,增益是互相矛盾的;好的NF,增益又低了,VSWR也大了,总之既要得到好的NF,就不可能得到好的VSWR和增益;在电路中提高系统灵敏度,通过分析实际上要达到的目的是降低NF,同时又降低VSWR;主要是低的VSWR,信号功率损失反射损失低,那么进入LNA进行放大的信号功率增加,达到提高系统灵敏度的目的;感觉我们在NF匹配中,很少考虑VSWR对系统灵敏度的影响.实际电路实现中,有没有一些新颖的电路结构,做到NF也低,VSWR也低传统的灵敏度描述再修改一下:降低NF 和 LNA的VSWR,是提高电路系统灵敏度的有效方式.对于 VSWR 对灵敏度的定量影响还要继续研究一下,希望有朋友能提供实践方面的经验数据等. 多谢!woshi622:有很多书上是在接收灵敏度公式里并没有出现KTB,而是用10LgK+G/T(接收机品质因素)来表示,ARM兄我知道你理论清晰且加资料多,能帮我解释下G/T么Arm720:写个全的灵敏度公式吧,局部没法分析啊,你在哪本书上看过可以用图片的形式把灵敏度的描述这个部分贴出来,我试着分析一下.Arm720:灵敏度的理论研究就到此为止吧,对于实际电路提高灵敏度的方式,另起一贴讨论吧.实践方面的挑战还是比较多的,也很有乐趣,虽然前期看了很多资料,但是分析起来还是感觉到力不从新啊.woshi622:Cmin=Eb/No+Rb(信息速率)-G(译码增益)+L(解扩损耗)-G/T-10LgKG/T为接收机品质因素,那份资料上没有写推导方法,大概是与天线和接收机有关Everyday:对于GPS的灵敏度,我想说明一下.现在业界SIRF算是GPS的老大,它的tracking灵敏度可以做到-159dBm.对应的C/No 为13dB-Hz.在GPS中C/No用的很多.能介绍一下C/No与Eb/No之间的关系吗Arm720:手上没有C/N0表示系统灵敏度的资料,就连分析Eb/N0都找了很久,可能是我找的领域不对;射频的书籍是不会详细描述到 Eb/N0和C/N0这一步,哪位朋友有这方面电子文档,如果方便,发一份到我邮箱里面吧,先谢过!SiRF芯片 -159dBm的灵敏度确实高,但是不知是在多少误码率的情况下得到的他们的文档资料都是保密的,据我了解,SiRF芯片运动轨迹的漂移比较大,误码率高是主要原因吧,虽然有些地方能接受到信号,但是解码不稳定,导致静态漂移也大.我的分析不一定对,但是他的资料是绝对不开放的,很难进一步的了解他们的产品. Everyday:的确在LNA的设计中NF和Gain时相互矛盾的,但是在实际的应用中只要你选用的IC能够达到你的要求就OK了.例如:在GPS的LNA设计时一般的要求时NF15dB.一般来说,你选用的管子或者片子都能达到这样的要求.在GPS实际的应用中,还要考虑功耗,layout面积,匹配是否方便,一致性问题等等.功耗是一个相当关键的指标,你设计的LNA除了NF,Gain就是Ic了.比如现在我们设计的一款GPS LNA,达到了NF17dB,而工作电流为3mA(2.7V).S11,S22解码器--Et-->前向纠错(FEC)--Edec-->RS译码--Eb-->解码输出用户传输数据Es :单位符号能量 Et:单位比特信号能量Edec:输入RS译码器单位比特能量 Eb:用户速率单位比特能量从Eb/N0反推C/N的过程比较复杂,可以看出与具体的编解码算法相关.---转换过程很复杂,部分内容还需要在详细研究一下.Arm720:研究过程中的一个难点一直没有搞明白. 就是 C/N = Es/N0. 不知道这个是如何推导和计算出来的还有就是载波到底是调制前的还是调制后的在数字通讯中,为调制信号和载波信号相乘后输出,那么电路系统接收到的调制后(也就是相乘)的信号,包含载波和符号信号.根据付立叶变换,时域两信号相乘,在频域的表现两信号频域的卷积,频谱上的表现为 fc+fs, fc-fs ; 也就是接收信号不会出现载波信号,而是出现两个频率的信号.那位大侠能帮助解释一下 C 的详细含义,到底是载波还是信号(包含载波和符号), 以及C/N 是如何与 Es/N0相等它的定义影响到功率和能量方面的分析. 多谢!Ayuyu:研究问题就要这股劲,我喜欢!这里我有些看法供你参考;1.基带信号经调制器后,载波信号会被抑制,在-25dBc到-50dBc之间,所以载波基本不影响信噪比的计算,这个调制信号通常是双边带信号.2.C/N and C/N0是卫星通信中常用术语,通常指的是信噪比和信号对噪声功率谱密度之比,由于数据经调制后输出的是速率为Rs调制符号,Es/N是解调器输出的信噪比,就是单位符号能量对噪声功率比,可以用矢量信号分析仪很容易测得,在DSP里也可以很容计算Es/N.如果Es/N来表示C/N=Rs×Es/N,这是我们工程上常说的信噪比;考虑N=N0×B就有C/N=Rs*Es/(N0*B),若取噪声带宽与信号的带宽相同,那么B=Rs,所以C/N=Es/N0.Arm720:非常感谢ayuyu兄的鼓励和帮助!我个人困惑的问题就在这儿:C/N=Rs*Es/(N0*B) = (Es/N0)*(Rs/B),就在Rs/B上面.拿GPS来说吧,载波频率为1.5742G,扩频带宽B为2.046M;此处的B就是2.046M,但是符号速率Rs是要小于2.046M的ayuyu:那是因为在基带调制器后有个基带成型滤波器(通常是升余弦一类的滤波器),使得信号占用频谱宽度加大,在这里衡量等效噪声带宽时通常取Rs同值checkz:公式的物理含义灵敏度的定义是在满足系统要求时(即Eb/N0)信号的最小电平.Eb/N0由基带部分的算法以及解调方式决定,所以对于特定的基带系统Eb/N0是一个定值. 再看NF,它是由天线到基带接口中间所有的级联电路决定的,对于特定的电路当然也是定值, 所以在以上两种条件都定下来的情况下,这个最小电平是由带宽决定的.这个公式有两个作用1.根据规范(规定了所需要的灵敏度,BW,Eb/N0比如GSM,灵敏度=-104dBm左右,BW=200Khz,Eb/N0=9dB)计算出射频接收前端所需要的NF然后根据这个指标选择不同的元器件进行接收链路的预算(linkbudget)2.根据实际的射频前端系统计算出灵敏度这和1是个相反的过程.例如GSM系统BW是200KS=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF鄙人的一点粗见,不到之处敬请之处.Yshzhang:参照WCDMA的算法,这个真实一点WCDMA通信系统接收机(基站)灵敏度计算WCDMA作为第三代移动通信最重要的标准之一,其基站设备的性能直接关系到网络的覆盖和质量,射频带宽等于码片速率,即3.84MHz,对于速率为12.2kbit/s,QPSK调制信号,在Eb/No值为5dB时可以获得规定的误码率BER(0.1%).可以计算得到:KTBRF(dBm)=10log(1.381×10-23W/Hz/K×290K×3.84MHz×1000mW/W)=-108dBm.Gp(dB)=BRF/Rb=25dB于是,基站灵敏度:S(dBm)=NF-108+5-25=NF-128dB因此对给定的S=-121dB情况下,系统的噪声指数NF必须小于7dB.扩频系统的接收机灵敏度方程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。
常用GPS技术指标
常用GPS技术指标一、M-12尺寸(cm)： 7.6 高×18.5宽×21长重量：1.7 kg作业模式：静态、动态、准动态通道数：12通道，L1单频精度：静态或快速静态精度：5mm+1ppm实时动态：水平 10mm+2ppm二、Z-12合理的一体化设计，主机、数据卡和电池一体化。
尺寸(cm)： 7.6 高×18.5宽×21长重量：1.7 kg作业模式：静态、动态、准动态通道数：12通道，L1/L2双频精度：静态或快速静态精度：5mm+1ppm实时动态：水平 10mm+2ppm专利技术：1）Z-跟踪技术：信噪比提高13分贝，增强了抗干扰能力。
2）边缘相关技术：有效的抑制了多路径的影响。
三、LEICA 9500主要技术指标：双频 12通道RTK基本参数：启动：＜60秒（从打开电源到开始测量最近一个历元）跟踪：L1 C/A码，L1/L2全波相位，P码加密时仍可工作通道：12静态测量：方式：快速启动，静态，快速静态精度：±5mm+1ppm 动态测量：方式：连续，走走停停精度：±1cm+2ppm实时测量：方式：RTK 精度：±1cm+2ppm方式：RTD 精度：0.3m+2ppm RMS四、TRIMBLE 4700主要技术指标：基本参数：启动：＜30秒（从打开电源到开始测量最近一个历元）跟踪：L1 C/A码，L1/L2全波相位，P码加密时仍可工作通道：18初始化：方式：自动时间：＜1分钟（标准），＜10秒（已知点或RTK初始化）可靠度：≥99.9%静态测量：方式：快速启动，静态，快速静态精度：水平：±5mm+0.5ppm 垂直：±5mm+1ppm方位角：±1″+5/基线长度（km）动态测量：方式：连续，走走停停精度：水平：±1cm+1ppm 垂直：±2cm+1ppm实时测量：方式：RTK 精度：水平：±1cm+1ppm 垂直：±2cm+1ppm模式：1Hz 延时：0.4秒方式：RTD 精度：0.2m+1ppm RMS五、MX-412技术指标：GPS跟踪方式：12通道连续跟踪载波相位测量平滑L1C/A 码RBN跟踪方式：双通道信标接收机，283.5kHz～325kHz 外部DGPS输入：RTCM SC-104格式精度：DGPS 点位：＜1m RMS 速度：0.056m/s 更新率：1Hz六、MX-420接收机类型：L1单频，C/A码，12个平行接收通道灵敏度：-143 dBM 天线：内置单频低噪声天线DGPS指向标信号接收机/天线接收频率：283.5～325 kHz, 步长为500Hz最小接收信号：15 V/m 动态范围：90 dB台站选择：主接收通道可进行自动或人工选台相邻台信号的拒绝阈：40 dB (500 Hz)接收天线：徕卡专利(申报中)超环面结构的H场效DGPS 精度指标（3时段(5分钟)平差值）收到DGPS信号时：优于±1m (rms)收不到DGPS信号时：优于±3m (rms)点位更新速率：1 Hz输出信息 NMEA格式的GGA七、DML-212该系列12通道GPS接收机采用Trimble最先进的技术以提供亚米级的精度。
GPS灵敏度分析
GPS相关知识整理一、何为热启动、暖启动和冷启动。
1.热启动就是GPS关闭不久后的再开启，相当于是卫星收讯不佳、失联，再度获取定位的时间。
2.暖启动就是一般开机，包括GPS 自我测试、取得精确星历至定位完成，就是有星历资料[Almanac]，没有导航讯息[Current Ephemeris (nav message) ]，其前提是离上次关机移动距离在100公里内、速率在25m/sec 下。
3.冷启动开机后GPS接收器需执行一连串如下载星历等的初始化动作，也称为初始值。
所以不管什么开机，可能情形就是……完全没有资料…有星历，但没正确时间或所在位置…有星历、时间、位置，而且短暂定位资料尚未过期…关机前不久已定位完成(两小时内)，有足够资料二、GPS的TTFF和C/N、C/No值1.所谓TTFF 就是Time To First Fix 的简称2.C/N值，指GPS接收机收到的GPS卫星信号的强度值，用以标明GPS接收机的品质，跟接收天线、LNA设计、系统EMC等均相关。
C/N包括一切噪音。
C/No=10* Log(C/KTB)﹐不包括天線到Correlator的PATH LOSS及LNA等線路引進的噪音。
C是指信號強度﹐K是指波爾茲蔓常數﹐T是溫度﹐B是等效噪音帶寬。
C/N的計算公式與C/No公式是一樣的﹐只是C/N中包含了接收機本身影響。
三、GPS接受能力的分析（灵敏度）。
dBm（1毫瓦的分贝数）dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。
[例] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例] 对于0.01mW的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：10log（0.01/1）=-20dBm。
这个数值越大，表明信号越好。
由于GPS信号强度一般较小，折算成为dBm一般都是负数根据上面对C/N、C/No值的解释，可以得出同dBm下，C/N、C/No值越大，模块性能越好。
车载音响导航产品参数及测量方法
车载音响导航产品参数及测量方法一、音响参数：1.功率：表示音响系统的输出功率，一般以瓦特（W）为单位，包括音响系统的总功率和每个扬声器的功率。
通常，总功率越高，音响效果越好。
2.频率响应：表示音响系统能够输出的声音频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位。
更广泛的频率响应范围意味着更好的音频表现。
3.谐波失真：表示音响系统输出时产生的非原始信号的失真程度。
常用的度量单位为百分比。
较低的谐波失真代表更清晰的音质。
4.信噪比：用于衡量音响系统输出的信号与环境噪音之间的比值，常用分贝（dB）来表示。
较高的信噪比代表更高的音质和清晰度。
5.声音均衡器：用于调整音响系统输出的不同频率的音量，以满足个人偏好和不同音频环境需求。
二、导航参数：1.GPS接收灵敏度：表示导航设备接收卫星信号的能力。
一般以分贝（dB）为单位，数值越高表示接收能力越强。
2.导航地图更新频率：表示导航设备地图数据库的更新频率，较高的更新频率意味着更准确的导航信息。
3.导航精度：表示导航设备在实际使用中的精度和准确度，一般以米（m）为单位。
较高的导航精度代表更准确的导航结果。
测量方法：1.功率测量：使用功率分析仪或多用途测试仪来测量输出功率。
将音响系统连接到测试仪并播放标准测试音，通过测试仪的显示来获取输出功率数值。
2.频率响应测量：使用音频信号发生器产生一系列不同频率的音频信号，将音响系统连接到示波器或频谱分析仪上，记录不同频率下系统的响应幅度。
3.谐波失真测量：使用失真分析仪或频谱分析仪产生一系列正弦波信号，将音响系统连接到仪器上并播放信号，通过仪器的显示来评估失真程度。
4.信噪比测量：使用信噪比测量仪或频谱分析仪产生一个标准音频信号，将音响系统连接到仪器上并播放信号，通过仪器的显示来计算信噪比。
5.GPS接收灵敏度测量：将车载导航设备安装在车辆上并接通电源，将设备连接到GPS接收器，并使用卫星信号仿真器产生不同强度的信号，通过设备的显示来评估接收灵敏度。
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。
信噪比和灵敏度的关系分析
信噪比和灵敏度的关系分析信噪比，英文名称叫做SNR或S/N（SIGNAL-NOISE RATIO），又称为讯噪比。
是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。
这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号（或信息），并且该种信号并不随原信号的变化而变化。
同样是原信号不存在还有一种东西叫失真，失真和噪声实际上有一定关系，二者的不同是失真是有规律的，而噪声则是无规律的，这个以后再讲。
信噪比的计量单位是dB，其计算方法是10lg（PS/PN），其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率，也可以换算成电压幅值的比率关系：20Lg（VS/VN），Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的有效值。
在音频放大器中，我们希望的是该放大器除了放大信号外，不应该添加任何其它额外的东西。
因此，信噪比应该越高越好。
狭义来讲是指放大器的输出信号的功率与同时输出的噪声功率的比，常常用分贝数表示，设备的信噪比越高表明它产生的噪声越少。
一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。
信噪比一般不应该低于70dB，高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。
灵敏度（SensiTIvity）是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度，它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。
灵敏度指示器的相对于被测量变化的位移率，灵敏度是衡量物理仪器的一个标志，特别是电学仪器注重仪器灵敏度的提高。
通过灵敏度的研究可加深对仪表的构造和原理的理解。
信噪比和灵敏度的关系为什么会有噪声呢？我们都知道我们生活在一个复杂的电磁场的环境下。
音源，功放等不仅受到外界电磁干扰，在其内部，也有电磁干扰。
这些干扰会对信号造成非常显著的影响。
如何去除这些干扰呢？一种是模拟方式，最常见的就是阻容电路，也就是电路中并联一个电阻和电容（见图）。
GPS的载噪比计算问题（摘自网络）
GPS的载噪⽐计算问题（摘⾃⽹络）
1. GPS信号功率
GPS信号功率为：Ps = -160dBW = -130dBm。
为什么是这个数值，参考GPS的ICD⽂件去。
2. 热噪声功率
Pn=KBT，其中K为玻尔兹曼常数，B为带宽，T为温度。
k=1.3806505*10-23 J/K ，T是系统温度，⼀般为20°C(293.5°K)。
考虑到GPS信号的前端滤波器，可以认为B=2MHz。
因此可以得出，热噪声功率为：-141dBW (-111dBm）。
3. 信噪⽐
SNR = Ps/Pn = -19dB
4. 载噪⽐
C/N0的正式说法应该为Carrier-to-noise-density ratio，载波-噪声功率谱密度⽐。
其实是和简称的载噪⽐（C/N）有⼀定的区别，量纲也有区别（dB-Hz和dB）。
因此，计算时应该使⽤Ps/(Pn/B)，也就等同于SNR*B。
B为2MHz，计算出来就应该是44dB-Hz。
5. 噪声功率谱密度
有细⼼的⼈会发现，也可以直接通过噪声功率谱密度计算。
噪声功率谱密度Pn0=Pn/B=KT=-204dBW/Hz，这个参数的意思是⽩噪声在室温环境下，每Hz带宽的能量是-204dBW。
C/N0=Ps/Pn0=-160dBW/(-204dBW/Hz)=44dB-Hz。
其实这个算法是真正的计算⽅法，但是理论太多，不太容易明⽩。
在OTA暗室中测GPS设备灵敏度方法讨论(一)
在OTA暗室中测GPS设备灵敏度方法讨论（一）灵敏度是衡量GPS接收机能力的最重要的测试之一。
实际上，许多消费级的GPS接收机，通常最终接收机产品测试中只执行RF测试。
在高的标准下，灵敏度测试定义了最低卫星功率等级，以使接收机仍然能够跟踪和定位在头上的卫星。
有人可能会认为，GPS接收机需要通过几层低噪音放大器获得很高的增益以放大信号来达到适当的功率等级。
非常不幸，用低噪音放大器增加信号功率，同时也会降低信噪比。
这样，当GPS信号的RF功率等级降低了，信噪比也会降低，最终接收机不能追踪到卫星。
所谓GPS接收机的灵敏度，是指GPS接收机可以正常工作所需要的输入最小信号强度，一般用dBm表示。
根据GPS接收机的不同工作状态，灵敏度又分为冷启动灵敏度、捕获灵敏度、跟踪灵敏度等。
就像名称所述，捕获灵敏度代表接收机完成位置定位的最低功率等级。
跟踪灵敏度是接收机能够追踪一个卫星的最低功率等级。
在本文中，我们针对跟踪灵敏度的测量提出了有别于传统传导式的空间测量方法。
首先，我们会从GPS接收机的通常结构讨论展开空间测量方法的必要性。
在通常的设计中，GPS接收机具有以下流水结构： 图一 如图一所示，最前端是一个含有LNA的有源接收天线，其次是射频前端包含了一个LNA和一个带通滤波器，最后是一个GPS芯片。
可以看出，接收机的灵敏度受到两个方面的影响：1）GPS整个射频通道的性能，包括天线增益、通道增益、通道噪声系数等；2）GPS基带算法性能。
另外，灵敏度还受到A/D量化损失等因素的影响。
业界所标称的接收芯片灵敏度都是指基带算法的性能，该性能是指基带算法对输入载噪比（C/N0，单位为dBHz）的要求，但业界对GPS接收芯片的灵。
gnss技术指标
gnss技术指标摘要：1.GNSS 技术简介2.GNSS 技术指标分类3.主要GNSS 技术指标详解3.1 精度3.2 灵敏度3.3 信噪比3.4 接收机通道数3.5 抗干扰能力3.6 功耗4.GNSS 技术指标的应用和影响正文：【1.GNSS 技术简介】全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）是一种利用卫星信号进行定位、导航和授时的技术。
目前，全球主要有四大GNSS 系统，分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略和我国的北斗导航系统。
这些系统为全球用户提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。
【2.GNSS 技术指标分类】GNSS 技术指标主要分为以下几类：精度、灵敏度、信噪比、接收机通道数、抗干扰能力和功耗。
这些指标是衡量GNSS 设备性能的重要参数，对于选择和使用GNSS 设备具有重要参考价值。
【3.主要GNSS 技术指标详解】【3.1 精度】精度是指GNSS 设备测量结果与真实值之间的偏差。
精度越高，说明设备测量结果越接近真实值。
GNSS 技术的精度包括定位精度、测速精度和授时精度。
【3.2 灵敏度】灵敏度是指GNSS 设备接收卫星信号的能力，通常用信号强度表示。
灵敏度越高，设备能接收到更微弱的信号，从而在恶劣环境下仍能保持较好的定位效果。
【3.3 信噪比】信噪比是指信号强度与噪声强度之间的比值，用分贝（dB）表示。
信噪比越高，说明信号质量越好，抗干扰能力越强。
【3.4 接收机通道数】接收机通道数是指GNSS 设备能同时接收的卫星信号通道数量。
通道数越多，设备可以同时接收更多卫星信号，从而提高定位精度和抗干扰能力。
【3.5 抗干扰能力】抗干扰能力是指GNSS 设备在强电磁干扰环境下仍能保持正常工作的能力。
抗干扰能力越强，设备在复杂环境下的稳定性和可靠性越高。
【3.6 功耗】功耗是指GNSS 设备运行时消耗的电能。
雷达接收机灵敏度计算公式(一)
雷达接收机灵敏度计算公式(一)雷达接收机灵敏度雷达接收机的灵敏度是指在一定噪声条件下能够接收到的最小有效信号功率。
它是衡量雷达系统性能的重要指标之一。
本文将介绍雷达接收机灵敏度的相关计算公式，并用例子进行解释和说明。
1. 雷达接收机灵敏度的定义雷达接收机的灵敏度通常用信噪比（SNR）来表示，即有效信号功率与噪声功率之比。
我们可以将雷达接收机灵敏度定义为：灵敏度（Sensitivity）= 接收到的有效信号功率 / 噪声功率2. 灵敏度计算公式根据雷达接收机灵敏度的定义，我们可以得出下面两种常见的计算公式：信噪比的计算公式信噪比（SNR）= 接收到的有效信号功率 / 噪声功率接收机灵敏度的计算公式灵敏度（Sensitivity）= 10 * log10(SNR)其中log10表示以10为底的对数运算。
3. 示例解释假设某雷达系统的有效信号功率为10-9瓦，噪声功率为10-12瓦，我们可以使用上述公式来计算该雷达系统的灵敏度。
首先，计算信噪比（SNR）：SNR = 接收到的有效信号功率 / 噪声功率 = (10^-9瓦) /(10^-12瓦) = 10^3然后，根据接收机灵敏度的计算公式计算灵敏度：灵敏度（Sensitivity）= 10 * log10(SNR) = 10 * log10(10^3) = 30 dB因此，该雷达系统的灵敏度为30 dB。
4. 结论雷达接收机灵敏度是衡量雷达系统性能的重要参数之一，它可以通过信噪比（SNR）来计算。
根据接收机灵敏度的计算公式，我们可以得出雷达系统的灵敏度。
在实际应用中，我们可以根据灵敏度的数值来评估系统的性能，并进行相应的优化和改进。
通过以上的例子和解释，希望读者对雷达接收机灵敏度有更加深入的理解和认识。
GPS信号功率,信噪比和系统灵敏度
GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论Arm720:讨论这个议题的主要起因是：灵敏度（sensitivity）是如何确定的。
问题：我们经常看到某些GPS芯片厂商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高，但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计，GPS产品的灵敏度取决于GPS 芯片和放大器的设计，那么就带来下面的问题：1）系统的灵敏度是如何计算的？芯片的灵敏度对系统设计有什么影响？2）接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平？3）如何按照信噪比，信号功率设计系统灵敏度？这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人!jinfoxhe:1 灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽，Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比， NF为系统噪声系数。
如果是扩频系统，还需要减去扩频增益。
2 对于GSM来说，其灵敏度一般为-110dBm左右(基站），和具体的配置有关系。
从仿真来看，GSM的解调Eb/N0为4-5dB.3 见1。
snow99:好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像GPS RF BW: 2.046 MHzModulation: BPSKProcess Gain: 46 dBThermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHzRequired Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正)Receiver NF: 3 dB (Typical)Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间Arm720:楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了，降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度。
那么对于设计来说是不是可以这么理解：1）根据灵敏度公式估算系统的接收灵敏度 2）根据估算的系统接收灵敏度计算对芯片接收灵敏度的要求芯片接收的灵敏度反映了对前级放大器噪声系数和信噪比的设计要求。
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。
信噪比和系统灵敏度讨论
GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论Arm720:讨论这个议题的主要起因是：灵敏度（sensitivity）是如何确定的。
问题：我们经常看到某些GPS芯片厂商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高，但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计，GPS产品的灵敏度取决于GPS 芯片和放大器的设计，那么就带来下面的问题：1）系统的灵敏度是如何计算的？芯片的灵敏度对系统设计有什么影响？2）接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平？3）如何按照信噪比，信号功率设计系统灵敏度？这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人!jinfoxhe:1 灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽，Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比，NF为系统噪声系数。
如果是扩频系统，还需要减去扩频增益。
2 对于GSM来说，其灵敏度一般为-110dBm左右(基站），和具体的配置有关系。
从仿真来看，GSM的解调Eb/N0为4-5dB.3 见1。
snow99:好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像GPS RF BW: 2.046 MHzModulation: BPSKProcess Gain: 46 dBThermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHzRequired Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正)Receiver NF: 3 dB (Typical)Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间Arm720:楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了，降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度。
那么对于设计来说是不是可以这么理解：1）根据灵敏度公式估算系统的接收灵敏度 2）根据估算的系统接收灵敏度计算对芯片接收灵敏度的要求芯片接收的灵敏度反映了对前级放大器噪声系数和信噪比的设计要求。
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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GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论（摘自网上论坛(2009-12-15 12:40:30)转载标签：噪声功率gps热噪声灵敏度itGPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论Arm720:讨论这个议题的主要起因是：灵敏度（sensitivity）是如何确定的。
[]问题：我们经常看到某些GPS芯片厂商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高，但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计，GPS产品的灵敏度取决于GPS芯片和放大器的设计，那么就带来下面的问题：[]1）系统的灵敏度是如何计算的？芯片的灵敏度对系统设计有什么影响？[]2）接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平？[]3）如何按照信噪比，信号功率设计系统灵敏度？[][]这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人![52jinfoxhe:R1 灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽，Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比，NF为系统噪声系数。
如果是扩频系统，还需要减去扩频增益。
2 对于GSM来说，其灵敏度一般为-110dBm左右(基站），和具体的配置有关系。
从仿真来看，GSM的解调Eb/N0为4-5dB.3 见1。
snow99:好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像GPS RF BW: 2.046 MHzModulation: BPSKProcess Gain: 46 dBThermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHzRequired Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正)Receiver NF: 3 dB (Typical)Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间]Arm720:楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了，降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度。
那么对于设计来说是不是可以这么理解：1）根据灵敏度公式估算系统的接收灵敏度 2）根据估算的系统接收灵敏度计算对芯片接收灵敏度的要求芯片接收的灵敏度反映了对前级放大器噪声系数和信噪比的设计要求。
不知我的理解是否正确，如果是这样，估算的原则又是什么？那些参考书上有描述，我想详细的研究一下，多谢了！那位测试过GPS信号的朋友能说一下GPS信号的接收功率和信噪比吗？Arm720:看来我的发帖晚了一部，多谢jinfoxhe和snow99兄！不过snow99兄的计算方法和上面公式好像对不上。
你描述的是对GPS接收系统的需求，不只这些需求是如何计算出来的。
多谢了！以下是引用jinfoxhe在2006-4-24 8:56:00的发言：1 灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽，Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比，NF为系统噪声系数。
如果是扩频系统，还需要减去扩频增益。
2 对于GSM来说，其灵敏度一般为-110dBm左右(基站），和具体的配置有关系。
从仿真来看，GSM的解调Eb/N0为4-5dB.3 见1。
今天仔细看了看jinfoxhe兄的帖子，发现对关键问题进行了描述“Eb/N0为芯片在一定误码条件下的解调需要的信噪比”，也就是说，你选的芯片就决定了接收系统灵敏度的理论值，这个理论值是衡量实际系统能够工作的重要依据。
比如，接收系统的灵敏度理论值为-150dBm (该值仅为了举例)，如果你在室内测量到的GPS 信号为-145dBm，说明你的系统在室内也能工作。
上面是个人理解，望大家指正。
看来Sow99兄对GPS有丰富的经验，可否大致说明一下这些指标的设计思路啊？snow99:我现在不做GPS, 只有一点简单的了解, 这方面也是一知半解.上面给出来的公式有点问题GPS RF基本参数RF BW: 2.046 MHzData Rate: 50 bpsPN Rate: 1.023 MbpsData repeat: 1 msProcess Gain (per data) = 10*LOG(1.023 Mbps / 50 bps) = 43 dBRequired Eb/N0 由基带处理器决定--- 基带并行相关器数目N和积分时间T, 一般来说, N 和T越大, Required Eb/N0 就越低. N增加表示系统复杂度增加, T增加表示启动时间变长. 抄一下灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(RF BW)+Eb/N0+NF = -111 + Eb/N0+NF比如说SiRF最新的产品有-159DBM的灵敏度, 并且冷启动时间是三十几秒, 说明它有很大数量的相关器, 实际上这个数字N > 200000在ＣＤＭＡ／ＷＣＤＭＡ／ＧＳＭ手机上的ＧＰＳ接收可以由网络协助完成（ＳＡ），因此不需要太复杂的基带处理器，并且所需Ｃ／Ｎ很低，比如１７ＤＢ－ＨＺ(CDMA/WCDMA) Required Eb/N0 = C/N - 10log(RF BW) = 17 - 63 = -46 dB灵敏度S= -111 + Eb/N0+NF=-111-46+NF=-157+NFNF是接收机从天线到基带的级联噪声系数snow99:这是GPS接收所需C/N与相关器数目N和积分时间T的曲线snow99:注意C/N的单位是dB-Hz, Eb/N0 (dB) = C/N - 10log(RF BW)GPS RF BW: 2.046 MHz伽利略系统RF BW: 4.092 MHzArm720:snow99兄，感谢你的精辟分析！版主该给snow99兄加分了吧！从你的分析，我发现了一个很奇怪的现象：GPS在信号功率小于噪声功率，系统也能正确解码，分析如下：GPS系统灵敏度：S=-174dBm+10*log(RF BW)+Eb/N0+NF = -111 + Eb/N0+NF。
也就是说如果GPS接收器系统的灵敏度比-111dBm还要小，意味着Eb/N小于0，也就是信号功率小于噪声功率，换句话就是信号淹没在噪声中，也能正确解码。
分析到这儿，我又有点糊涂了：1）如果GPS接收信号的功率为-130dBm，比-111dBm小，但是并不意味着信号功率小于噪声功率呀。
2）上面这种情况，如何分析灵敏度，GPS信号功率，信号比之间的关系？snow99兄，这个信噪比的要求感觉太小了吧：Required Eb/N0 = C/N - 10log(RF BW) = 17 - 63 = -46 dBjinfoxhe:GPS在信号功率小于噪声功率，系统也能正确解码对的，这就是扩频带来的好处，提高了系统的灵敏度。
缺点就是需要更大的带宽Arm720:本论坛的高人比较多啊！不知噪声功率一般是多少，也就是环境噪声的功率，另外如何计算从天线进入到系统的噪声功率？这个问题搞清楚了就能详细分析信号功率，噪声功率和信噪比之间的关系了；然后分析和灵敏度之间的关系Arm720:前面有一个问题没有描述清楚：1）如果GPS接收信号的功率为-130dBm，比-111dBm小，也就是信噪比为负值，信号功率小于噪声功率，但是此时并不意味着信号功率就小于噪声功率。
这就是互相矛盾的地方。
那位朋友能说说您的理解和看法？今天网上找到一片文章，详细讨论噪声系数的，正在研究中，初步的研究结果是：1）射频系统讨论的噪声是热噪声，也就是这种噪声不是从环境噪声中来，是由电路自身产生的噪声，与外部环境无关；据我的理解如果是从外部环境中来，应该称之为干扰！2）NF （Noise Factor）噪声系数，与信噪比无关，NF描述的是信号在系统热噪声的影响下，对信号影响的描述。
对噪声，灵敏度的研究在继续中，希望这几天就有结果，大家也一起来讨论！据我的理解，如果你研究射频，不研究噪声，系统灵敏度度，就不能把握射频系统的设计和全面分析，但是对这种研究比较枯燥；因为没有实物，又不能测量，唯一能做的就是呆板枯燥的公式分析。
Submarine:扩频系统的灵敏度S＝KTB+Eb/No+NF-Gp,其中Gp为扩频增益。
这个和一般的灵敏度计算公式有点不同，就是最后的扩频增益的差别。
扩频增益为扩频数据率/基带数据率。
tina_whj:据我的理解，如果你研究射频，不研究噪声，系统灵敏度度，就不能把握射频系统的设计和全面分析，但是对这种研究比较枯燥；因为没有实物，又不能测量，唯一能做的就是呆板枯燥的公式分析。
强烈赞同，刚开始学习射频知识，感觉特迷茫Arm720:我的研究轨迹，共楼上的朋友作参考。
我接触射频时，能感到的问题是匹配，集中精力攻关匹配方面的问题，同时做仿真方面的准备；然后遇到的问题是系统的性能分析，也就是灵敏度吧，现在集中分析灵敏度和噪声问题；可能接下来碰到的问题就是电路实现方面的，要研究微带线，天线方面的内容。
好，下面继续噪声方面的讨论感谢submarine朋友对灵敏度给出新的公司描述！正好手上有一篇介绍CDMA的灵敏度文档，确实是如此，但是对于噪声功率，有一个问题一直都想不通。
噪声功率的公式为：（是热噪声的功率）Pnoise = KTB (K: 波尔兹曼常数1.38x10的-23次方；T：开氏温度=摄氏温度+273.15，此处T=290；B：equivalent noise bandwidth--不知道怎么翻译，我的理解是带宽) ----- 问题就在这个带宽B上面单位HZ噪声功率= 4.002x10的-21次方瓦特。
Pnoise（dBm）= -174dBm 。
------ 这就是-174dBm的来历。
问题（1）就是：带宽越宽，噪声功率越大；你系统的带宽越宽，系统的噪声功率越大，这和实际不符；在实际系统中应该是噪声能量大，而不是功率大，功率应该是不变的吧。
在看看灵敏度的公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽。
实际上10*log(BW)就是上面公式中的参数B部分；问题（2）得出的结果是系统带宽越宽，灵敏度越低，这是个非常奇怪的结论。
Jinfoxhe:带宽越宽，噪声功率越高。
这是没错的，其实你说的噪声功率和噪声能量是一回事。
S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF，这是对射频（中频）而言。
没有考虑基带的处理增益，如果是扩频系统，Gp会带来灵敏度的提高。
…问题（2）得出的结果是系统带宽越宽，灵敏度越低，这是个非常奇怪的结论‟这个结论很正常。
woshi622:这里有个问题我不太明白S=-174dBm+10*log(扩频后带宽)+Eb/N0+NF-Gp此处的Gp=10*log(扩频后速率/扩频前速率)。