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接收灵敏度计算公式

冬至子 来源:小小马奔奔 作者:秦风纯如 2023-06-30 14:52 次阅读

图片

图片

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从该图就可以看出若NF太差的话其基带解码将出现问题。因为信噪比太差,导致基带没办法从过来的信号中解调出有用的东西。

图片

WLAN

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这是WLAN的一个接收灵敏度计算,以64QAM为例:

S=20dB + 10dB - 101dBm

S: 灵敏度,即可接收的最小的有用信号。

**20dB:**SNR是基带所要求的最低解调门限,低于该数值的信号基带解调不出来。

**10dB:**Noise Figure,XCV的Datasheet一定有这个参数,WLAN的规定其XCV的NF最差的情况下为10dB,一般的XCV通常会做到6dB,当然是越小越好。

**101dBm:**KToB,为信号带宽B内的热噪声,就是信号带宽内的本底噪声。信号带宽中低于该功率的信号一律为Noise,没有包含任何有用信号。

KToB= -174+10log(BW),-174为1Hz带宽内的热噪声(本底噪声)。

GSM Sensitivity

接收灵敏度公式为:

S = - 174dBm/Hz + SNR + NF + 10log(BW)

S=KToB+SNR+NF

那么根据GSM的要求计算如下:

S = - 174dBm/Hz + SNR+NF+10log (BW)

= -174dBm/Hz + 9+ 6 + 10log (200000)

SNR= 9 :GSM基带规定的最低解调门限

NF= 6 : 通常XCV应该达到的NF要求,最大不超过10dB

10log(BW)= 10log(200000):

GSM的带宽为200KHz=200 000Hz

10log (200000) =53

所以GSM的灵敏度通常为:

S=-174+9+6+53=-106

3gpp描述GSM的灵敏度为

图片

** RTR6285(高通的一个射频收发器芯片) GSM Sensitivity计算示例**

其内部LNAGain的不同有相关的NF数据如下:

图片

OIP3&IIP3

放大器看OIP3;Mixer看IIP3,

PIP3-P1dB=10.63(dB)来评估PIP3,P1dB是否符合要求。

IIP3=-17,

P1dB desense(in band)=-65。

对RTR6285来说:

PIP3-P1dB =-17-(-65)=48dB。

图片

接收灵敏度公式为:

S=-174dBm/Hz+SNR+NF+10log(BW)

或S=KToB+SNR+NF,KToB,为信号带宽B内的热噪声,就是信号带宽内的本底噪声。信号带宽中低于该功率的信号一律为Noise,没有包含任何有用信号。

KToB=-174+10log(BW),-174为1Hz带宽内的热噪声(本底噪声)。K为玻尔兹曼常量。

所以在带宽和SNR已定的情况下,对灵敏度影响最大的NF.

而对多级放大而言,其NF计算公式为:

NF=NF1+(NF2-1)/G1+(NF2-1)/G1G2+•••

整个接收机的NF主要由第一级放大器的NF1决定所以接收机设计时候第一级放大器一定为LNA即低噪声放大器。其设计的目的就是要保证NF最小,Gain次之

上面表格中列出的就是集成在RTR6285接收路径中第一级LNA的的噪声系数。

以Gain 1最大/最小的NF=4.9/3.2来计算RTR6285理论上可做到的灵敏度为:

S = - 174dBm/Hz + SNR+NF+10log (BW)

= -174dBm/Hz + 9+ 4.9 + 53

=-107.1

S = - 174dBm/Hz + SNR+NF+10log (BW)

= -174dBm/Hz + 9+ 3.2 + 53

=-108.8

以Gain 0最大/最小的NF=4.5/2.8来计算RTR6285理论上可做到的灵敏度为:

S = - 174dBm/Hz + SNR+NF+10log (BW)

= -174dBm/Hz + 9+ 4.5 + 53

=-107.5

S = - 174dBm/Hz + SNR+NF+10log (BW)

= -174dBm/Hz + 9+ 2.8 + 53

=-109.2

这样的话有人会不理解为什么灵敏度理论上算出来只有-109.2,但是自己调试出来的有可能达到-110,为什么呢?因为基带芯片解调能力通常都比9小,9只是3gpp规定的基带能解调的最低门限,但是基带芯片厂商通常采用更高级的算法将解调门限可以做的更低。

WCDMA

Sin (dBm) =

NF (dB)+KTB RF (dBm)+ E b /N o (dB)- PG (dB)

RTR6285 WCDMA的灵敏度也可以计算出来。需要注意在扩频通信系统中计算接收灵敏度的时候要注意其采用的调制方式,因为调制方式不同即数据传输速率不同,传输速率不同则Process Gain不同,所以灵敏度不同。

推荐的 WCDMA E b /No大约为9.5dB

Eb/No 讲的是业务信道 ,而Ec/IoEc/NoEc/Nt****讲的是导频信道

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