上次发表了《从GPS接收机灵敏度出发》文章后,经读者的提醒,并由作者本人再次演算,发现有一步骤单位算错引起对于GPS信号极限SNR计算错误(由此看出初中物理老师诚不欺我,计算时要带上物理单位),导致GPS L1 C/A的极限灵敏度为-169dBm结论错误,现重新计算后更正极限灵敏度为-199.7dBm。
现将当时演算的手稿予以展示,并公布完整的计算过程。在此对于该信息给读者带来的错误引导,向大家道歉。感谢热心读者给我们留言并指出错误!
下面为重新计算推导的过程
这里想要说明一下,这只是本人的一种计算方法,笔者常见的接收机灵敏度公式是不含最后一项扩频增益Gp=43,如果不带入该值则理论最低灵敏度为S= -174+63+2- 47.7= -156.7dBm 这个不像是极限值,因为很多厂家都能做到的灵敏度远低于此。
目前查到的消费类电子GPS L1 C/A芯片最低灵敏度在-167dBm确实于理论值的-199.7dBm存在巨大鸿沟。由于笔者能力有限,这个算法如有出现谬误不当之处,真诚希望读者们批评指正。
读者来信
上次文章发布后,我们有幸获得热心读者 中国科学院微电子研究所 巴晓辉 老师的指正。并与巴老师进行交流获得一些观点供大家参考讨论:
• 文中的公式没错。只是最后一项也就是GP,我的理解跟作者有所不同,不同厂家的人GP不一样,才会导致灵敏度做的不一样。以L1C/A信号为例,有些厂家用20ms累加值进行跟踪,20ms是因为50bps电文速率,但有些厂家可能用40ms甚至100ms累加值进行跟踪(可以剥离电文)。那后者GP更高,灵敏度也能更高。
• 香农定理关系不太大,香农定理描述的是无失真传输时的最高信道容量,现在的问题不是无失真传输,而是稳定跟踪的问题,解调出来误码率很高也没问题。
• 巴老师理解灵敏度极限是这样的问题,如果卫星不动、接收机也不动,那么环路动态性很小,可以长时间相干累加提高增益,我相信有接收机超过-167dBm,应该不是问题。但实际情况,卫星在动、接收机也在动,当累加时间超过一定程度,动态性很难保证,这就限制了累加时间,灵敏度最终也只能定格在一个数字上,除非有外界辅助(比如惯导),但这里咱们先不说外界辅助。
以上为热心读者观点,仅供参考。
其他文献
笔者在写上一篇文章过程中,查询到一些关于GPS接收机灵敏度公式的资料,由于和本人常见的公式形式有所差别所以未予提及,这次既然是讨论那就一并分享,读者可以自取所需。
下文来自 李杰 ,多模多频GNSS接收机射频前端芯片系统设计,上海交通大学微电子学院,2009: P46
下文是来自 National Instruments 官网白皮书文章 GPS Receiver Testing 关于GPS接收机灵敏度公式。
结语
此次能够收到热心读者的指正与讨论是一次不可多得的沟通交流机会,在此深表感谢。期待大家一如既往的关心我们,参与话题讨论,分享真知灼见。
历史文章:
关键词:
GNSS,GPS,GSS7000,NF,RX sensitivity,接收灵敏度,Process Gain,扩频系统,扩频增益,香农定理
公式推导的好仔细啊,好厉害啊,学习了,谢谢分享。