射頻 - 靈敏度

靈敏度是一個規格指示器，顯示設備接收信號的程度，並在「使人滿意的錯誤率」內對其進行解碼。 （「使人滿意的錯誤率」的錯誤率應該有多低，一般由每一個應用本身的規範定義）。靈敏度以功率電平（例如，-100dBm）表示。

因此靈敏度值的解釋是這樣的：假設您（或規範）將BER 1％設置爲「滿意錯誤率」的水平。並假設您的設備的靈敏度測量爲-100 dBm。這意味着接收器功率水平降至-100 dBm，設備測量的BER低於1％，若是接收功率低於-100 dBm，則BER大於1％。

這是另外一種狀況。假設您有兩個設備（設備A和B）。器件A的靈敏度爲-100 dBm，器件B的靈敏度爲-110 dBm。在這種狀況下，咱們能夠說「設備B具備更好的靈敏度和更好的接收能力」。

如何測量靈敏度 ？
如今讓咱們考慮一下如何測量設備的靈敏度。測量靈敏度有幾種不一樣的方法，但最經常使用的方法以下圖所示。在這兩種狀況下，咱們使用特定的測試設備，可使用相同的協議與特定的DUT通訊。例如，若是DUT是藍牙設備，咱們使用在藍牙協議中工做的測試設備（例如，Anritsu MT8852），若是DUT是WCDMA設備，則支持WCDMA協議的測試設備（例如，NodeB模擬器，如Anritsu MT8820或R＆S CMW 500）

R＆S CMW 500

Anritsu - MD8480

使用這些設備能夠有兩種不一樣的設置來測量靈敏度。在下圖左側所示的設置中，測試設備發送測試信號（已知的比特序列），DUT將接收的比特序列與內部生成的比特序列進行比較，並計算BER（誤碼率）。在右側所示的設置中，測試設備發送比特序列而且UE接收而且將接收的序列從新發送（環回）到設備，而且設備比較發送的比特序列和環回比特序列並計算BER。

靈敏度的測量方式

一般咱們沒法在一個步驟中找出靈敏度，而且必須重複上述測量程序，具備不一樣功率水平的多個步驟。例如，您能夠如上所述測量BER，功率電平爲-40 dBm，並測量BER並記下該值。接下來，在功率水平-41 dBm下進行相同的測量。重複此過程一直到-110 dBm。若是繪製測試結果，您會看到右圖所示的圖。在此圖中，您能夠找到BER大於指定條件的點（功率級別），這個點的功率被稱爲「靈敏度」。

靈敏度的測量方式

估計靈敏度/影響靈敏度的因素
上述方法是進行靈敏度測量的最準確方法，但要以這種方式進行測試，您必須準備好如下兩項：

i）支持DUT協議棧的設備

ii）設備應該在基帶，TX和RX路徑方面徹底實現。

有沒有其餘方法能夠在不符合上述標準的狀況下計算靈敏度（即，不進行實際測量）？

在不執行實際測量的狀況下，不可能得到特定設備的精確靈敏度值，可是有一種方法可使用以下所示的公式粗略估計該值。

（此公式僅使用RF級參數，如NF（噪聲係數）和系統BW（帶寬）和SNR（信噪比），您能夠將此公式不只應用於系統級別，還應用於組件級別（例如，放大器））：

靈敏度的計算公式

以下所列，能夠在上面所示的等式中看出有幾個主要因素影響靈敏度。項目i），ii），iii）的效果。在最近的高端通訊技術（例如，WCDMA，LTE等）中，添加了許多技術以提升靈敏度（即，下降錯誤率並提升通訊可靠性）。這些高端通訊中採用的最經常使用技術是自適應調製和信道編碼/糾錯。結果，項目iv）和v）成爲敏感性能的重要因素。

i）系統帶寬

ii）噪聲係數

iii）SNR

iv）調製方案

v）信道編碼/糾錯方法

顯示項目iii），iv），v）的影響的一個實例以下所示。如您所見，此圖表並未直接顯示靈敏度，但靈敏度與BER或BLER直接相關。您可能會說High BLER表示靈敏度較差，而低BLER表示靈敏度較高。此示例適用於LTE。 LTE中的MCS值定義了特定的調製方案和碼率（即，信道編碼/糾錯的參數）。如您所見，若是SNR相同，低MCS顯示較低的BLER。這意味着低MCS將表現出比高MCS更好的靈敏度性能。

SNR與BLER之間的關係

靈敏度測量的條件
如上所述，有許多因素會影響靈敏度。所以，當您進行靈敏度測量時，您必須明肯定義測量條件，特別是當您想要將測量值用於質量控制或與其餘設備進行性能比較時。若是您正在使用衆所周知/普遍使用的通訊系統，Sensitity（靈敏度）的具體測量條件將在行業標準/規範中定義。例如，若是您正在使用藍牙，則可能會從Bluetooth SIG規範中找到這些條件。若是您正在使用WLAN，則能夠從IEEE規範中找到該條件。在LTE的狀況下，條件在3GPP 36.521中定義。

如下是基於3GPP 36.521-7.3參考靈敏度等級的LTE的靈敏度測量條件的示例。

條件如36.521-表A.3.2-1中規定。若是我總結一下亮點，以下：

無干擾（很是好的SNR）
RB數：指定系統帶寬容許的最大RB數
MCS：4 //經過很是穩健的解調條件測量靈敏度。
預期的靈敏度（經過標準）在36.521中定義 - 表7.3.5-1用於單個Rx天線狀況，表7.3_1.5-1用於4個Rx天線狀況。如您所見，每一個系統的帶寬和工做頻帶（載波頻率）的經過標準略有不一樣。

<36.521 - 表A.3.2-1：接收機要求的固定參考信道（FDD）>

<36.521 - 表7.3.5-1：參考靈敏度QPSK P_PREFSENS>

<36.521 - 表7.3_1.5-1：參考靈敏度QPSK P_PREFSENS>