接收靈敏度的定義公式

1、接收靈敏度的定義公式接收靈敏度的定義公式2011112112:19:17|分類(lèi)：默認(rèn)分類(lèi)|舉報(bào)|字號(hào)訂閱接收靈敏度的定義公式接收靈敏度的定義公式摘要：本應(yīng)用筆記論述了擴(kuò)頻系統(tǒng)靈敏度的定義以及計(jì)算數(shù)字通信接收機(jī)靈敏度的方法。本文提供了接收機(jī)靈敏度方程的逐步推導(dǎo)過(guò)程，還包括具體數(shù)字的實(shí)例，以便驗(yàn)證其數(shù)學(xué)定義。在擴(kuò)頻數(shù)字通信接收機(jī)中，鏈路的度量參數(shù)EbNo(每比特能量與噪聲功率譜密度的比值)與達(dá)到某預(yù)期接收機(jī)靈敏度所需的射頻信號(hào)功率值的關(guān)系是

2、從標(biāo)準(zhǔn)噪聲系數(shù)F的定義中推導(dǎo)出來(lái)的。CDMA、WCDMA蜂窩系統(tǒng)接收機(jī)及其它擴(kuò)頻系統(tǒng)的射頻工程師可以利用推導(dǎo)出的接收機(jī)靈敏度方程進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于任意給定的輸入信號(hào)電平，設(shè)計(jì)人員通過(guò)權(quán)衡擴(kuò)頻鏈路的預(yù)算即可確定接收機(jī)參數(shù)。從噪聲系數(shù)F推導(dǎo)EbNo關(guān)系根據(jù)定義，F(xiàn)是設(shè)備(單級(jí)設(shè)備，多級(jí)設(shè)備，或者是整個(gè)接收機(jī))輸入端的信噪比與這個(gè)設(shè)備輸出端的信噪比的比值(圖1)。因?yàn)樵肼曉诓煌臅r(shí)間點(diǎn)以不可預(yù)見(jiàn)的方式變化，所以用均方信號(hào)與均方噪聲之比表示信噪比(

3、SNR)。圖1.下面是在圖1中用到的參數(shù)的定義，在靈敏度方程中也會(huì)用到它們：Sin=可獲得的輸入信號(hào)功率(W)Nin=可獲得的輸入熱噪聲功率(W)=KTBRF其中：K=波爾茲曼常數(shù)=1.3811023WHzK，T=290K，室溫BRF=射頻載波帶寬(Hz)=擴(kuò)頻系統(tǒng)的碼片速率Sout=可獲得的輸出信號(hào)功率(W)Nout=可獲得的輸出噪聲功率(W)G=設(shè)備增益(數(shù)值)F=設(shè)備噪聲系數(shù)(數(shù)值)的定義如下：F=(SinNin)(SoutNou

4、t)=(SinNin)(NoutSout)Sin又可以表示為：Sin=FKTBRFEbNo1PG用一種更加常用的對(duì)數(shù)形式表示，對(duì)每一項(xiàng)取以10為底的對(duì)數(shù)再乘10得到單位dB或dBm。于是噪聲系數(shù)NF(dB)=10log(F)，由此得出下面的接收機(jī)靈敏度方程：Sin(dBm)=NF(dB)KTBRF(dBm)EbNo(dB)PG(dB)數(shù)字實(shí)例下面是擴(kuò)頻WCDMA蜂窩系統(tǒng)基站接收機(jī)的例子。盡管接收機(jī)靈敏度方程對(duì)各種電平的輸入信號(hào)都是正確的

5、，對(duì)于給定的EbNo、本范例在滿足誤碼率百分比(%BER)的最小靈敏度下選擇了最大輸入信號(hào)功率。這個(gè)實(shí)例的條件為：?對(duì)于速率為12.2kbps、功率121dBm的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，最大規(guī)定輸入信號(hào)電平必須滿足系統(tǒng)的最小規(guī)定靈敏度。?對(duì)于QPSK調(diào)制信號(hào)，在EbNo值為5dB時(shí)可以獲得規(guī)定的誤碼率BER(0.1%)。?射頻帶寬等于碼片速率，即3.84MHz。?KTBRF(log)=10log(1.3811023WHzK290K3.84MHz1

6、000mWW)=108.13dBm.?規(guī)定的用戶數(shù)據(jù)速率Rbit等于12.2kbps，PG為PG=RchipRbit=314.75numeric或25dBlog。?將這些值帶入并利用等式：SoutNout=EbNoRbitBRF得到輸出信噪比為：5dB25dB=20dB。這表示擴(kuò)展了帶寬的擴(kuò)頻系統(tǒng)實(shí)際是在負(fù)值SNR下工作。為了得到滿足最小規(guī)定靈敏度的最大接收機(jī)噪聲系數(shù)(表示為NFmax)，使用接收機(jī)靈敏度方程：Sin(dBm)=NF(d