灵敏度是一个规格指示器,显示设备接收信号的程度,并在“使人满意的错误率”内对其进行解码。 (“使人满意的错误率”的错误率应该有多低,一般由每一个应用本身的规范定义)。灵敏度以功率电平(例如,-100dBm)表示。性能
因此灵敏度值的解释是这样的:假设您(或规范)将BER 1%设置为“满意错误率”的水平。并假设您的设备的灵敏度测量为-100 dBm。这意味着接收器功率水平降至-100 dBm,设备测量的BER低于1%,若是接收功率低于-100 dBm,则BER大于1%。学习
这是另外一种状况。假设您有两个设备(设备A和B)。器件A的灵敏度为-100 dBm,器件B的灵敏度为-110 dBm。在这种状况下,咱们能够说“设备B具备更好的灵敏度和更好的接收能力”。测试
如何测量灵敏度 ?
如今让咱们考虑一下如何测量设备的灵敏度。测量灵敏度有几种不一样的方法,但最经常使用的方法以下图所示。在这两种状况下,咱们使用特定的测试设备,可使用相同的协议与特定的DUT通讯。例如,若是DUT是蓝牙设备,咱们使用在蓝牙协议中工做的测试设备(例如,Anritsu MT8852),若是DUT是WCDMA设备,则支持WCDMA协议的测试设备(例如,NodeB模拟器,如Anritsu MT8820或R&S CMW 500)编码
R&S CMW 500blog
Anritsu - MD8480it
使用这些设备能够有两种不一样的设置来测量灵敏度。在下图左侧所示的设置中,测试设备发送测试信号(已知的比特序列),DUT将接收的比特序列与内部生成的比特序列进行比较,并计算BER(误码率)。在右侧所示的设置中,测试设备发送比特序列而且UE接收而且将接收的序列从新发送(环回)到设备,而且设备比较发送的比特序列和环回比特序列并计算BER。程序
灵敏度的测量方式自适应
一般咱们没法在一个步骤中找出灵敏度,而且必须重复上述测量程序,具备不一样功率水平的多个步骤。例如,您能够如上所述测量BER,功率电平为-40 dBm,并测量BER并记下该值。接下来,在功率水平-41 dBm下进行相同的测量。重复此过程一直到-110 dBm。若是绘制测试结果,您会看到右图所示的图。在此图中,您能够找到BER大于指定条件的点(功率级别),这个点的功率被称为“灵敏度”。方法
灵敏度的测量方式im
估计灵敏度/影响灵敏度的因素
上述方法是进行灵敏度测量的最准确方法,但要以这种方式进行测试,您必须准备好如下两项:
i)支持DUT协议栈的设备
ii)设备应该在基带,TX和RX路径方面彻底实现。
有没有其余方法能够在不符合上述标准的状况下计算灵敏度(即,不进行实际测量)?
在不执行实际测量的状况下,不可能得到特定设备的精确灵敏度值,可是有一种方法可使用以下所示的公式粗略估计该值。
(此公式仅使用RF级参数,如NF(噪声系数)和系统BW(带宽)和SNR(信噪比),您能够将此公式不只应用于系统级别,还应用于组件级别(例如,放大器)):
灵敏度的计算公式
以下所列,能够在上面所示的等式中看出有几个主要因素影响灵敏度。项目i),ii),iii)的效果。在最近的高端通讯技术(例如,WCDMA,LTE等)中,添加了许多技术以提升灵敏度(即,下降错误率并提升通讯可靠性)。这些高端通讯中采用的最经常使用技术是自适应调制和信道编码/纠错。结果,项目iv)和v)成为敏感性能的重要因素。
i)系统带宽
ii)噪声系数
iii)SNR
iv)调制方案
v)信道编码/纠错方法
显示项目iii),iv),v)的影响的一个实例以下所示。如您所见,此图表并未直接显示灵敏度,但灵敏度与BER或BLER直接相关。您可能会说High BLER表示灵敏度较差,而低BLER表示灵敏度较高。此示例适用于LTE。 LTE中的MCS值定义了特定的调制方案和码率(即,信道编码/纠错的参数)。如您所见,若是SNR相同,低MCS显示较低的BLER。这意味着低MCS将表现出比高MCS更好的灵敏度性能。
SNR与BLER之间的关系
灵敏度测量的条件
如上所述,有许多因素会影响灵敏度。所以,当您进行灵敏度测量时,您必须明肯定义测量条件,特别是当您想要将测量值用于质量控制或与其余设备进行性能比较时。若是您正在使用众所周知/普遍使用的通讯系统,Sensitity(灵敏度)的具体测量条件将在行业标准/规范中定义。例如,若是您正在使用蓝牙,则可能会从Bluetooth SIG规范中找到这些条件。若是您正在使用WLAN,则能够从IEEE规范中找到该条件。在LTE的状况下,条件在3GPP 36.521中定义。
如下是基于3GPP 36.521-7.3参考灵敏度等级的LTE的灵敏度测量条件的示例。
条件如36.521-表A.3.2-1中规定。若是我总结一下亮点,以下:
无干扰(很是好的SNR)
RB数:指定系统带宽容许的最大RB数
MCS:4 //经过很是稳健的解调条件测量灵敏度。
预期的灵敏度(经过标准)在36.521中定义 - 表7.3.5-1用于单个Rx天线状况,表7.3_1.5-1用于4个Rx天线状况。如您所见,每一个系统的带宽和工做频带(载波频率)的经过标准略有不一样。
<36.521 - 表A.3.2-1:接收机要求的固定参考信道(FDD)>
<36.521 - 表7.3.5-1:参考灵敏度QPSK P_PREFSENS>
<36.521 - 表7.3_1.5-1:参考灵敏度QPSK P_PREFSENS>