專(zhuān)利名稱(chēng)：一種cdma接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量方法及其裝置，該方法可用于CDMA系統(tǒng) 中終端設(shè)備、基站設(shè)備、接收分析設(shè)備的噪聲系數(shù)測(cè)量。
背景技術(shù)：
(一) 噪聲噪聲，從信號(hào)產(chǎn)生到傳輸，接收，在整個(gè)過(guò)程中，它無(wú)處不在，與信號(hào)相伴前進(jìn)。 它限制了接收機(jī)檢測(cè)弱信號(hào)的能力，降低了接收靈敏度，導(dǎo)致了發(fā)射機(jī)發(fā)射功率的提高， 導(dǎo)致了整個(gè)無(wú)線傳播環(huán)境的干擾加大。對(duì)于CDMA接收機(jī)，影響接收機(jī)性能的最大障礙就是噪聲，如何設(shè)計(jì)、并評(píng)估測(cè)量 接收鏈路的噪聲系數(shù)，是做好產(chǎn)品的一項(xiàng)關(guān)鍵因素，特別對(duì)于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大批量的生產(chǎn) 也要求有一項(xiàng)快速的噪聲評(píng)估方法。為了評(píng)估噪聲的影響，引入了噪聲系數(shù)的概念，用于定量分析系統(tǒng)噪聲或者器件噪聲。目前，噪聲系數(shù)作為一種描述射頻系統(tǒng)噪聲和接收機(jī)靈敏度的參數(shù)，成為最重要也是最廣泛使用的參數(shù)。噪聲系數(shù)定義為輸入信噪比(Sin/Nin)與輸出信噪比(Sout/Nout)的比值，用F來(lái)表示。噪聲指數(shù)定義為噪聲系數(shù)的對(duì)數(shù)值，用NF來(lái)表示 <formula>formula see original document page 4</formula>其中輸入信號(hào)功率，W'"輸入噪聲功率； ^"':輸出信號(hào)功率，W。"'輸出噪聲功率；由于接收機(jī)內(nèi)部噪聲的加入，會(huì)使得輸出端的信號(hào)噪聲比降低，因此噪聲系數(shù)F大 于l，而噪聲指數(shù)NF值則大于OdB，對(duì)于系統(tǒng)或者元器件來(lái)說(shuō)，噪聲系數(shù)越低越好，噪 聲系數(shù)對(duì)接收機(jī)的影響可以通過(guò)一個(gè)實(shí)例看出將直播衛(wèi)星的噪聲指數(shù)從2dB降到ldB， 與把衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的功率增加25%在性能上有相同的效果。(二) 噪聲對(duì)CDMA系統(tǒng)的影響CDMA系統(tǒng)是一個(gè)上行覆蓋受限系統(tǒng)，因?yàn)槭謾C(jī)發(fā)射功率標(biāo)準(zhǔn)為125mW，而宏基站 典型輸出功率為10W 40W，在確定發(fā)射功率以及處理增益的條件下，提高上行鏈路的接 收靈敏度成為增大CDMA覆蓋半徑的有效方法，并可以有效的減少基站密度，降低布網(wǎng)成本。據(jù)仿真估算，鏈路性能提高3dB，則基站數(shù)目可以降低30%。 CDMA接收機(jī)靈敏度有如下計(jì)算公式接收機(jī)靈敏度(dBm) =KTB (dBm) +NF (dB) +Eb/No (dB) —Gp (dB)其中KTB為熱噪聲功率，Gp為給定業(yè)務(wù)的擴(kuò)頻增益，Eb/No為接收機(jī)可以處理的 最低信噪比，對(duì)于一個(gè)CDMA接收機(jī)來(lái)說(shuō)，上述指標(biāo)基本是確定的，剩下的噪聲指數(shù) NF的控制成為關(guān)系接收機(jī)靈敏度的關(guān)鍵。所以降低接收機(jī)鏈路噪聲通常是CDMA接收機(jī)開(kāi)發(fā)者考慮的首要問(wèn)題，除了在設(shè)計(jì) 階段通過(guò)精心的鏈路預(yù)算來(lái)控制噪聲之外，在調(diào)試生產(chǎn)階段也需要考慮如何評(píng)估設(shè)計(jì)出 的接收機(jī)性能，如何評(píng)估一個(gè)接收機(jī)的鏈路噪聲。(三)當(dāng)前技術(shù)的限制傳統(tǒng)的噪聲系數(shù)測(cè)量方法有很多種，如增益法，噪聲系數(shù)測(cè)試儀測(cè)量法、Y因子法 等。通常噪聲系數(shù)測(cè)試儀方法受限于低噪聲系數(shù)的情況，對(duì)于高噪聲系數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)確， 增益法適應(yīng)于高增益的條件下，所有噪聲系數(shù)范圍都可以，Y因子法對(duì)于增益要求不高， 但僅適用于低噪聲系數(shù)的情況。上述傳統(tǒng)測(cè)量方法相對(duì)來(lái)說(shuō)，都要求一個(gè)比較復(fù)雜的測(cè) 量環(huán)境，昂貴的測(cè)試儀表，對(duì)于噪聲系數(shù)分析儀以及Y因子法更是如此。而且上述測(cè)量 方法都是手工測(cè)量方式，無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，只能針對(duì)中射頻模擬信號(hào)進(jìn)行分 析測(cè)量，也無(wú)法滿足從天線口到基帶整條接收鏈路上的噪聲分析需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量方法。 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量裝置。 本發(fā)明提供的一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量方法，包括如下步驟 步驟(1)使用通信線纜將后臺(tái)控制模塊分別連接到可控信號(hào)源、CDMA接收機(jī)中的控制模塊，使用射頻線纜連接可控信號(hào)源與CDMA接收機(jī)中的射頻處理模塊；步驟(2)在后臺(tái)控制模塊中設(shè)置信號(hào)源輸出功率^、頻率范圍、頻率調(diào)整步長(zhǎng)，啟動(dòng)噪聲系數(shù)測(cè)量；步驟(3)后臺(tái)控制模塊根據(jù)設(shè)置的頻率范圍、頻率調(diào)整步長(zhǎng)、功率配置可控信號(hào)源， 使其輸出指定制式、頻率、功率的信號(hào)，通知CDMA接收機(jī)的控制模塊當(dāng)前設(shè)定的頻率 與功率，該可控信號(hào)源的輸出功率就是CDMA接收機(jī)的己知輸入功率；步驟(4)控制模塊根據(jù)設(shè)定的信號(hào)源輸出功率與工作頻率，設(shè)定CDMA接收機(jī)工 作頻率與增益，通過(guò)功率測(cè)量模塊獲得基帶實(shí)測(cè)功率；步驟(5)計(jì)算模塊根據(jù)基帶實(shí)測(cè)功率、已知輸入功率、熱噪聲功率KTB來(lái)計(jì)算得 到對(duì)應(yīng)該頻點(diǎn)的鏈路噪聲系數(shù)，上報(bào)到后臺(tái)控制模塊；步驟(6)在完成設(shè)定頻率范圍的逐點(diǎn)測(cè)量之后，后臺(tái)控制模塊輸出每頻點(diǎn)的噪聲系.、n數(shù)。上述方法，其中步驟(5)進(jìn)一步包括根據(jù)A^^10.1og10(10^1。-10p'w/IQ)—夂7^來(lái) 計(jì)算鏈路噪聲系數(shù)，其中尸w為己知輸入功率，i^為測(cè)量功率，KTB為熱噪聲功率，NF 為噪聲系數(shù)。本發(fā)明提供的一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量裝置，包括中射頻處理模塊執(zhí)行射頻接收、中頻處理，將信號(hào)適配為基帶信號(hào)；基帶接口模塊提供基帶數(shù)據(jù)適配，為基帶處理提供基帶I、 Q數(shù)據(jù)；功率測(cè)量模塊執(zhí)行基帶信號(hào)功率測(cè)量，并同時(shí)完成功率校準(zhǔn)工作；控制模塊與外部后臺(tái)控制模塊通信，接收外部測(cè)量指令以及設(shè)定的信號(hào)源輸出功率以及工作頻率，控制CDMA接收機(jī)工作頻點(diǎn)，并讀取噪聲系數(shù)，輸送給后臺(tái)控制模塊，其中信號(hào)源輸出功率就是CDMA接收機(jī)的輸入功率；噪聲系數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)控制模塊提供的輸入功率、功率測(cè)量模塊實(shí)際測(cè)量的功率以及熱噪聲功率KTB，計(jì)算噪聲系數(shù)；后臺(tái)控制模塊配置可控信號(hào)源工作在指定的頻點(diǎn)與功率，同時(shí)通知控制模塊設(shè)定的頻點(diǎn)與功率，啟動(dòng)接收機(jī)測(cè)量工作；接收CDMA接收機(jī)上報(bào)的噪聲系數(shù)，進(jìn)行存儲(chǔ)， 在完成整個(gè)頻段的噪聲系數(shù)測(cè)量之后，給出噪聲系數(shù)頻響曲線；可控信號(hào)源該信號(hào)源用于產(chǎn)生CDMA信號(hào)或者單音信號(hào)，可以通過(guò)以太接口或者 串口、 GPIB接口接收后臺(tái)控制模塊下發(fā)的配置命令，輸出指定頻率、制式、功率的信號(hào)；其中使用通信線纜將后臺(tái)控制模塊分別連接到可控信號(hào)源、CDMA接收機(jī)中的控制 模塊，使用射頻線纜連接可控信號(hào)源與CDMA接收機(jī)中的射頻處理模塊。上述裝置，根據(jù)M^10.1ogl0(10^。-10^，)-尺r5來(lái)計(jì)算鏈路噪聲系數(shù)，其中4 為己知輸入功率，尸M為測(cè)量功率，KTB為熱噪聲功率，NF為噪聲系數(shù)。本發(fā)明方法，適用于大批量CDMA設(shè)備生產(chǎn)、安裝環(huán)境，相比現(xiàn)有技術(shù)的手工方法 省時(shí)、省力，也節(jié)省成本。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的測(cè)量方法弊端，提供了一種適合CDMA 接收機(jī)、同時(shí)速度快、測(cè)量準(zhǔn)確的噪聲系數(shù)測(cè)量的方法及裝置。


圖1為根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)的模塊框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出了一種自動(dòng)的噪聲系數(shù)測(cè)量方法，借助于一臺(tái)可控信號(hào)源、以及后臺(tái)控 制模塊，可以自動(dòng)完成CDMA接收設(shè)備的噪聲系數(shù)測(cè)量，給出接收機(jī)接收頻率范圍內(nèi)的 噪聲系數(shù)變化曲線。本發(fā)明提出了一種簡(jiǎn)潔的噪聲系數(shù)的計(jì)算方法，借助于小信號(hào)時(shí)，噪聲系數(shù)對(duì)于功 率測(cè)量的貢獻(xiàn)來(lái)推導(dǎo)噪聲系數(shù)。iv尸=i o log i o(i o尸m， — i op /10)—夂r5 (i)通過(guò)已知輸入功率尸w、測(cè)量功率i^、熱噪聲功率KTB計(jì)算出噪聲系數(shù)。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)量CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)的模塊框圖參見(jiàn)圖1。圖1中，后臺(tái)控 制模塊6運(yùn)行于PC機(jī)上，使用通信線纜將PC機(jī)分別連接到可控信號(hào)源7、 CDMA接收 機(jī)8中的控制模塊5?？煽匦盘?hào)源7 —般都提供了 GPIB接口、以太接口等多種控制選擇， 用于控制所產(chǎn)生信號(hào)的調(diào)制方式、頻率和功率。使用射頻線纜連接可控信號(hào)源7與CDMA 接收機(jī)8中的射頻處理模塊1。中射頻處理模塊l:執(zhí)行射頻接收、中頻處理，將信號(hào)適配為基帶信號(hào)； 基帶接口模塊2:提供基帶數(shù)據(jù)適配，為基帶處理提供基帶I、 Q數(shù)據(jù)； 功率測(cè)量模塊3:執(zhí)行基帶信號(hào)功率測(cè)量，并同時(shí)完成功率校準(zhǔn)工作； 噪聲系數(shù)計(jì)算模塊4:根據(jù)控制模塊提供的輸入功率、功率測(cè)量模塊3實(shí)際測(cè)量得到 的功率以及熱噪聲功率KTB，計(jì)算噪聲系數(shù)；控制模塊5:接收后臺(tái)控制模塊6測(cè)量指令以及設(shè)定的可控信號(hào)源7的輸出功率以及 工作頻率，控制CDMA接收機(jī)的工作頻點(diǎn)，讀取噪聲系數(shù)計(jì)算模塊4輸出的噪聲系數(shù)， 發(fā)送給后臺(tái)控制模塊6，其中信號(hào)源輸出功率就是CDMA接收機(jī)的輸入功率；后臺(tái)控制模塊6:配置可控信號(hào)源工作在指定的頻點(diǎn)與功率，同時(shí)通知控制模塊配置的頻點(diǎn)與功率，啟動(dòng)接收機(jī)測(cè)量工作；接收CDMA接收機(jī)上報(bào)的噪聲系數(shù)，進(jìn)行存儲(chǔ)， 在完成整個(gè)頻段的噪聲系數(shù)測(cè)量之后，給出噪聲系數(shù)頻響曲線；可控信號(hào)源7:該信號(hào)源用于產(chǎn)生CDMA信號(hào)或者單音信號(hào)，可以通過(guò)以太接口或 者串口、 GPIB接口接收后臺(tái)控制模塊6下發(fā)的配置命令，輸出指定制式、頻率、功率的 信號(hào)；CDMA接收機(jī)8:根據(jù)本發(fā)明的CDMA接收機(jī)包含上述幾個(gè)模塊中射頻處理模塊 1、基帶接口模塊2、功率測(cè)量模塊3、噪聲系數(shù)計(jì)算模塊4、控制模塊5。下面結(jié)合圖1說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)原理。通過(guò)后臺(tái)控制模塊6控制信號(hào)源7輸出指定 頻點(diǎn)、功率的信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)射頻線纜進(jìn)入CDMA接收機(jī)8，由于CDMA接收機(jī)本身 的熱噪聲與噪聲系數(shù)影響，在基帶測(cè)量出的功率是CDMA接收機(jī)本身噪聲與信號(hào)的疊加 信號(hào)，因此在已知輸入信號(hào)功率與實(shí)測(cè)功率的情況下，我們可以計(jì)算出鏈路噪聲功率。 需要注意的是，CDMA接收機(jī)是根據(jù)外部輸入信號(hào)的大小來(lái)自動(dòng)調(diào)整鏈路增益的，不同 的鏈路增益導(dǎo)致了不同的接收機(jī)噪聲。對(duì)于CDMA接收機(jī)來(lái)說(shuō)，大信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的信噪比 很高，噪聲相對(duì)信號(hào)可以忽略。我們關(guān)心的噪聲系數(shù)，主要是指輸入信號(hào)導(dǎo)致CDMA接 收機(jī)滿增益情況下的噪聲系數(shù)。下面結(jié)合圖1，詳細(xì)說(shuō)明CDMA接收機(jī)的噪聲系數(shù)測(cè)量步驟步驟l:使用通信線纜將后臺(tái)控制模塊6分別連接到可控信號(hào)源7、 CDMA接收機(jī)8 中的控制模塊5，使用射頻線纜連接可控信號(hào)源7與CDMA接收機(jī)8中的射頻處理模塊1;步驟2:在后臺(tái)控制模塊中設(shè)置信號(hào)源輸出功率^、頻率范圍、頻率調(diào)整步長(zhǎng)以及 功率，啟動(dòng)噪聲系數(shù)測(cè)量；步驟3:后臺(tái)控制模塊根據(jù)設(shè)置的頻率范圍、頻率調(diào)整步長(zhǎng)以及功率配置可控信號(hào)源， 使其輸出指定制式、頻率、功率的信號(hào)，通知CDMA接收機(jī)的控制模塊當(dāng)前設(shè)定的頻率與功率，該可控信號(hào)源的輸出功率就是CDMA接收機(jī)的已知輸入功率；步驟4:控制模塊根據(jù)設(shè)置的信號(hào)源輸出功率與工作頻率，設(shè)定工作頻率與增益，通 過(guò)功率測(cè)量模塊獲得基帶實(shí)測(cè)功率；步驟5:計(jì)算模塊4根據(jù)基帶實(shí)測(cè)功率，巳知輸入功率與公式(1)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)該 頻點(diǎn)的鏈路噪聲系數(shù)(頻點(diǎn)，噪聲系數(shù))，上報(bào)到后臺(tái)控制模塊6;步驟6:在完成設(shè)定頻率范圍的逐點(diǎn)測(cè)量之后，后臺(tái)控制模塊輸出每頻點(diǎn)的噪聲系數(shù);使用本發(fā)明的CDMA接收機(jī)的噪聲系數(shù)測(cè)量方法，可快速準(zhǔn)確的完成CDMA接收 機(jī)的噪聲系數(shù)測(cè)量。上述實(shí)施例及其變形技術(shù)方案均屬于本申請(qǐng)保護(hù)范圍，本申請(qǐng)保護(hù) 范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1、一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟(1)使用通信線纜將后臺(tái)控制模塊分別連接到可控信號(hào)源、CDMA接收機(jī)中的控制模塊，使用射頻線纜連接可控信號(hào)源與CDMA接收機(jī)中的射頻處理模塊；步驟(2)在后臺(tái)控制模塊中設(shè)置信號(hào)源輸出功率PL、頻率范圍、頻率調(diào)整步長(zhǎng)，啟動(dòng)噪聲系數(shù)測(cè)量；步驟(3)后臺(tái)控制模塊根據(jù)設(shè)置的頻率范圍、頻率調(diào)整步長(zhǎng)、功率配置可控信號(hào)源，使其輸出指定制式、頻率、功率的信號(hào)，通知CDMA接收機(jī)的控制模塊當(dāng)前設(shè)定的頻率與功率，該可控信號(hào)源的輸出功率就是CDMA接收機(jī)的已知輸入功率；步驟(4)控制模塊根據(jù)設(shè)定的信號(hào)源輸出功率與工作頻率，設(shè)定CDMA接收機(jī)工作頻率與增益，通過(guò)功率測(cè)量模塊獲得基帶實(shí)測(cè)功率；步驟(5)計(jì)算模塊根據(jù)基帶實(shí)測(cè)功率、已知輸入功率、熱噪聲功率KTB來(lái)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)該頻點(diǎn)的鏈路噪聲系數(shù)，上報(bào)到后臺(tái)控制模塊；步驟(6)在完成設(shè)定頻率范圍的逐點(diǎn)測(cè)量之后，后臺(tái)控制模塊輸出每頻點(diǎn)的噪聲系數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)進(jìn)一步包括 根據(jù)M^10'logl0(10"G-10^1())-尺ra來(lái)計(jì)算鏈路噪聲系數(shù)，其中i^為已知輸入功率，i^為測(cè)量功率，KTB為熱噪聲功率，NF為噪聲系數(shù)。
3、 一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于包括 中射頻處理模塊執(zhí)行射頻接收、中頻處理，將信號(hào)適配為基帶信號(hào)； 基帶接口模塊提供基帶數(shù)據(jù)適配，為基帶處理提供基帶I、 Q數(shù)據(jù)； 功率測(cè)量模塊執(zhí)行基帶信號(hào)功率測(cè)量，并同時(shí)完成功率校準(zhǔn)工作；控制模塊與外部后臺(tái)控制模塊通信，接收外部測(cè)量指令以及設(shè)定的信號(hào)源輸出功 率以及工作頻率，控制CDMA接收機(jī)工作頻點(diǎn)，并讀取噪聲系數(shù)，輸送給后臺(tái)控制模塊， 其中信號(hào)源輸出功率就是CDMA接收機(jī)的輸入功率;噪聲系數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)控制模塊提供的輸入功率、功率測(cè)量模塊實(shí)際測(cè)量的功率 以及熱噪聲功率KTB，計(jì)算噪聲系數(shù)；后臺(tái)控制模塊配置可控信號(hào)源工作在指定的頻點(diǎn)與功率，同時(shí)通知控制模塊設(shè)定的頻點(diǎn)與功率，啟動(dòng)接收機(jī)測(cè)量工作；接收CDMA接收機(jī)上報(bào)的噪聲系數(shù)，進(jìn)行存儲(chǔ)， 在完成整個(gè)頻段的噪聲系數(shù)測(cè)量之后，給出噪聲系數(shù)頻響曲線；可控信號(hào)源該信號(hào)源用于產(chǎn)生CDMA信號(hào)或者單音信號(hào)，可以通過(guò)以太接口或者 串口、 GPIB接口接收后臺(tái)控制模塊下發(fā)的配置命令，輸出指定頻率、制式、功率的信號(hào);其中使用通信線纜將后臺(tái)控制模塊分別連接到可控信號(hào)源、CDMA接收機(jī)中的控制 模塊，使用射頻線纜連接可控信號(hào)源與CDMA接收機(jī)中的射頻處理模塊。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于根據(jù)w尸=i o log i o(i o /1Q -1 /1Q)-尺ra來(lái)計(jì)算鏈路噪聲系數(shù)，其中i^為已知輸入功率，」 為測(cè)量功率，KTB為熱噪聲功率，NF為噪聲系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CDMA接收機(jī)噪聲系數(shù)測(cè)量方法及其裝置，借助一臺(tái)可控信號(hào)源、以及后臺(tái)控制模塊，其中的計(jì)算模塊根據(jù)基帶實(shí)測(cè)功率、已知輸入功率、熱噪聲功率KTB來(lái)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)該頻點(diǎn)的鏈路噪聲系數(shù)，從而自動(dòng)完成CDMA接收設(shè)備的噪聲系數(shù)測(cè)量，給出接收機(jī)接收頻率范圍內(nèi)的噪聲系數(shù)變化曲線。本發(fā)明方法適用于大批量CDMA設(shè)備生產(chǎn)、安裝環(huán)境，相比現(xiàn)有技術(shù)的手工方法省時(shí)、省力，也節(jié)省成本。本發(fā)明提供了一種適合CDMA接收機(jī)、同時(shí)速度快、測(cè)量準(zhǔn)確的噪聲系數(shù)測(cè)量的方法。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101242226SQ20081010229
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者李錫忠 申請(qǐng)人:北京北方烽火科技有限公司