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接收靈敏度

鎖定
接收靈敏度就是接收機能夠正確地把有用信號拿出來的最小信號接收功率。
無線傳輸的接收靈敏度類似於人們溝通交談時的聽力,提高信號的接收靈敏度可使無線產品具有更強地捕獲弱信號的能力。這樣,隨着傳輸距離的增加,接收信號變弱,高靈敏度的無線產品仍可以接收數據,維持穩定連接,大幅提高傳輸距離。普通11g產品的接收靈敏度一般為-85dBm,市面上的無線產品接收靈敏度最高可達-105dBm,比普通產品提高了20dB。而專業的接收機的接收靈敏度可以達到-120dBm。每增加3dB,接收靈敏度提高一倍。 [1] 
中文名
接收靈敏度
外文名
ReceiverSensitivity
應用學科
通信
領    域
信息科學

接收靈敏度背景信息

Rx 是接收( Receive )的簡稱。 無線電波的傳輸是“有去無回”的,當接收端的信號能量小於標稱的接收靈敏度時,接收端將不會接收任何數據,也就是説接收靈敏度是接收端能夠接收信號最小門限。接收靈敏度就是接收機能夠正確地把有用信號拿出來的最小信號接收功率。它和3個因素有關係,即帶寬範圍內的熱噪聲、系統的噪聲係數、系統把有用信號拿出所需要的最小信噪比。帶寬範圍內的熱噪聲經過接收機,這些噪聲被放大了NF倍,要想把有用信號從噪聲中拿出來,就必須要求有用信號比噪聲再大SNR倍。即:
(1-3)
其中:S為接收靈敏度,單位是dBm;K為波爾茲曼常數,單位是J/K;T為絕對温度,單位是K;KT就是在當前温度下每Hz的熱噪聲功率;B表示信號帶寬,單位是Hz;KTB代表帶寬範圍內的熱噪聲功率(;NF表示系統的噪聲係數,單位是dB(類似於環境係數);SNR表示解調所需信噪比,單位是dB);表示系統底噪,單位是dBm。通常 WiFi 無線網絡設備所標識的接收靈敏度(如 -83dBm) ,是指在 11Mbps 的速率下,誤碼率( Bit Error Rate )為 10 -5 (99.999%) 的靈敏度水平。 無線網絡的接收靈敏度非常重要,例如,發射端的發射能量為 100mW 或 20dBm 時,如果 11Mb 速率下接收靈敏度為- 83dBm ,理論上傳輸的無遮擋視距為 15km ,而接收靈敏度為- 77dBm 時,理論上傳輸的無遮擋視距僅為 15Km 的一半( 7.5km ),或者相當於發射端能量減少了 1/4 ,既相當於 25mW ,或 14dBm 。
從式(1-3)可以看出,要想讓接收機“聽清楚”發射機“説的話”,信號電平強度一定要大於接收機的接收靈敏度S。當然接收靈敏度S越小,説明接收機的接收性能越好,就像狗能聽到人類聽不到的微小聲音,説明狗的聽覺比人的靈敏度高;接收靈敏度S越大,説明接收機的接收性能越差,就像有的老人耳聾,你需要用很大的聲音説話,他才能聽到。
環境温度升高,靈敏度S就會變大,接收性能就會惡化,因此要儘量降低系統所在環境的温度。
帶寬越大,系統的噪聲係數越大,靈敏度S就會越大,接收性能也會惡化,這就要求在設計接收機的時候,要考慮到系統的帶寬、噪聲係數對靈敏度S的影響。 [2] 

接收靈敏度解調

解調所需的最小信噪比越小越好,這樣可以增加系統的接收性能。最小信噪比要求和移動台的速度、所處的無線環境及所要求的通信質量有關,不同無線制式要求不同,同一無線制式的不同業務也不相同。

接收靈敏度簡介

接收靈敏度是指接收機在滿足規定BER(例如0.1%)指標要求的條件下,天線口能夠接收到的最小接收信號電平。最小接收靈敏度用功率表示Smin=KTBFt(S/N)m
K 是常數T 表示温度B 表示信號帶寬Ft 表示系統的噪聲係數(S/N)m 表示解調所需信噪比

接收靈敏度接收機靈敏度

接收機靈敏度定義了接收機可以接收到的並仍能正常工作的最低信號強度。
為保持接收機正常工作的最小可接收信號強度,靈敏度可用功率來表示。也可以用場強表示。簡單地講,如果鏈路方程式中的接收功率值等於或大於接收機靈敏度,那麼接收機就能正常工作,也就是説接收機能夠正常的獲取包含在發射信號中的信息。反之,如果接收功率低於靈敏度,那麼獲取信息的質量將遠遠低於規定的要求。 [3] 

接收靈敏度三要素

熱噪聲(稱作kTB),接收機系統噪聲係數和從接受的信號中提取有用的信息所需的信噪比。
接收機系統噪聲係數和從接受的信號中提取有用信息所需的信噪比。
參考資料
  • 1.    魏明山.無線電測控技術基礎:國防工業出版社,2015
  • 2.    楊立偉, 壽國礎. EPON光接收靈敏度研究[J]. 光通信研究, 2005(6):24-25+69.
  • 3.    嚴厚偉. 接收機靈敏度定義[J]. 艦船電子對抗, 1996(1):15-16.