接收灵敏度(Rx Sensitivity)
定义:接收机在特定误码率(BER)或吞吐量(Throughput)下可识别的最低信号强度。在LTE系统中,常用吞吐量而非传统误码率衡量,以反映用户实际体验。
意义:决定设备在弱信号环境下的通信能力,直接影响通信覆盖范围。
信噪比(SNR,Signal-to-Noise Ratio)
定义:有用信号(S)与噪声(N)的功率比,反映信号质量。自然噪声底为-174dBm/Hz,是热力学噪声的理论值。
意义:SNR越高,信号解调能力越强,接收灵敏度也越高。
发射功率(Tx Power)
定义:发射机输出的信号功率,直接影响通信距离。但需注意发射功率过高可能导致邻道干扰。
关键问题:发射功率的信噪比(SNR)在近距离通信中可能影响解调性能(如802.11系统的高阶调制场景)。
邻道泄漏比(ACLR/ACPR)
定义:发射信号泄漏到相邻信道的功率与主信道功率的比值。ACLR用于终端测试,ACPR用于基站测试。
意义:衡量发射机对其他设备的干扰程度,尤其在同频组网场景中至关重要。例如,LTE系统需考虑对UMTS系统的干扰(UTRA-ACLR)。
调制谱与开关谱(Modulation/Switching Spectrum)
定义:
调制谱:同步系统间干扰的频谱泄漏(如GSM系统的Payload部分)。
开关谱:非同步系统间干扰的频谱泄漏(如GSM时隙的上升/下降沿)。
应用:GSM系统中,不同步小区需通过开关谱评估干扰,同步系统(如TD-LTE)则关注调制谱。
频谱辐射模板(SEM,Spectrum Emission Mask)
定义:规定发射机在带内和带外的最大允许辐射功率,用于限制杂散发射。与ACLR不同,SEM使用更窄的测量带宽(如100kHz)检测超标点。
意义:确保设备符合电磁兼容性(EMC)要求,避免干扰其他频段设备。
误差矢量幅度(EVM,Error Vector Magnitude)
定义:实际信号与理想信号的矢量误差幅度,反映信号调制质量。EVM恶化通常由非线性失真(如功率放大器)引起。
应用:
蜂窝系统(如3GPP):侧重ACLR/ACPR评估线性度。
802.11系统:高阶调制(如256QAM)对EVM要求极高,需通过降低调制阶数或改善EVM提升解调能力。
峰均比(PAR,Peak-to-Average Ratio)
定义:信号峰值功率与平均功率的比值,通过CCDF(互补累积分布函数)统计。PAR越高,功放非线性失真越严重。
应用:
GSM:GMSK调制为恒包络(PAR=0),功放可工作于饱和区。
LTE:OFDM的高PAR需功放回退至线性区,牺牲效率以降低失真。
噪声系数(NF,Noise Figure)
定义:系统输入信噪比与输出信噪比的比值,表征设备内部噪声的恶化程度。
意义:低噪声放大器(LNA)的NF直接影响接收灵敏度,典型值在1-3dB。
1dB压缩点(OP1dB)与三阶交调点(IP3)
定义:
OP1dB:功放输出功率相比线性区下降1dB的点,反映非线性失真阈值。
IP3:理论交点功率,衡量器件对互调失真的抑制能力。
意义:高IP3表示更强的抗干扰能力,常用于低噪声放大器设计。
增益(Gain)
指射频器件输出功率与输入功率的比值,单位为dB。增益衡量放大器、天线等器件的信号放大能力。例如,低噪声放大器(LNA)的增益可达20-30 dB。
效率(Efficiency)
指射频器件的输出功率与输入直流功率的比值,通常以百分比表示。效率反映功率转换效率,对电池供电设备尤为重要。例如,典型PA效率为30%-70%。
噪声系数(Noise Figure, NF)
衡量信号经过一个系统或网络后信噪比恶化的程度,通常用dB表示。低噪声系数是接收机灵敏度的关键,如LNA的NF需低于2 dB。
相位噪声(Phase Noise)
描述信号相位随机波动程度的指标,反映信号在理想频率附近的不稳定性。相位噪声会导致信号调制失真,影响通信质量。例如,振荡器的相位噪声在1 kHz偏移处需低于-100 dBc/Hz。
谐波失真(Harmonic Distortion)
指信号在通过非线性系统时产生的谐波分量对原始信号的失真程度。谐波失真会影响通信系统的误码率(BER),降低通信质量。
接收灵敏度(Rx Sensitivity)
接收机能够识别的最低信号强度,通常以不超过特定误码率为前提。接收灵敏度直接影响通信距离和系统的覆盖范围。
信噪比(SNR)
系统最大信号功率与最大背景噪声的对比,通常用分贝表示。信噪比越高,通信质量越好。
阻塞(Blocking)
指大信号灌入接收机导致放大器进入非线性区,影响有用信号的放大功能。阻塞分为带内和带外,带外阻塞可以通过滤波器抑制。
动态范围
信号衰减因子与增益的比值,衡量系统处理不同强度信号的能力
其他关键指标
S参数(散射参数):描述多端口网络(如滤波器、放大器)的传输和反射特性,例如S21表示正向传输系数。
阻塞(Blocking):大信号干扰导致接收机增益压缩或AGC调整,需通过提高IIP3或带外滤波抑制。
输出功率(Output Power):指射频器件(如放大器、发射机)输出的信号功率,常用的单位是dBm和W(瓦特)。输出功率决定信号传输距离和覆盖范围。例如,基站发射功率通常为40-50 dBm(10W-100 W)
这些指标共同决定了射频系统的性能和可靠性,对于无线通信系统的设计和优化至关重要。
总结
射频指标的核心在于信号质量(如SNR、EVM)、干扰控制(如ACLR、SEM)和系统线性度(如PAR、IP3)。 不同系统的侧重点不同:
蜂窝通信(3GPP):侧重邻道干扰抑制(ACLR)和频谱效率。
无线局域网(802.11):关注高阶调制的EVM和动态速率适配。