[分享] Rx Sensitivity（接收灵敏度）

1、Rx Sensitivity（接收灵敏度） 接收灵敏度是通信领域中最基本的概念之一，用于描述接收机在不超过一定误码率的情况下，能够识别的最低信号强度。误码率通常指的是比特错误率（BER）或分组错误率（PER），这个定义来自电路交换时代，而在LTE时代则更倾向于使用吞吐量（Throughput）来衡量灵敏度。由于LTE已经没有电路交换的语音信道，因此吞吐量成为了更为实际的衡量标准。这也是通信技术的一次进化，因为现在我们不再使用像12.2kbps RMC（参考测量信道，实际代表的是速率12.2kbps的语音编码）这样的“标准化替代品”来衡量灵敏度，而是以用户实际感受到的吞吐量来定义。

接收灵敏度对于无线通信系统的性能至关重要。如果接收机的灵敏度较低，那么信号强度较弱的信号就无法被正确地接收和解码，导致通信失败或通信质量下降。因此，提高接收灵敏度是提高无线通信系统性能的重要手段之一。

在实际应用中，接收灵敏度的值受多种因素的影响。首先是天线系统的性能，天线的增益和方向性会影响信号的接收强度。其次是信号传输的环境，包括距离、障碍物、多径效应等。此外，接收机的硬件设计和解码算法也会影响接收灵敏度的值。

在无线通信系统设计中，通常需要在保证一定误码率的前提下，最大化接收灵敏度。这可以通过优化天线系统、选择合适的调制方式和编码方式、以及优化接收机硬件设计和解码算法等手段来实现。

总之，接收灵敏度是无线通信系统中至关重要的概念之一，对于提高通信系统性能有着重要的作用。

2、SNR（信噪比）
在讨论接收灵敏度时，常常会提到信噪比（SNR），特别是接收机的解调信噪比。解调信噪比指在不超过一定误码率的情况下，解调器能够解调的信噪比门限。那么S和N分别代表什么呢？
S代表信号Signal，也称为有用信号，一般是由通信系统的发射机发射出来的。而N代表噪声Noise，是指所有不带有有用信息的信号。噪声的来源非常广泛，其中最典型的是著名的-174dBm/Hz，即自然噪声底。需要注意的是，这个量是与通信系统类型无关的，并且从热力学推算而来，因此与温度有关。此外，它实际上是噪声功率密度，因此我们接收多大带宽的信号，就会接收多大带宽的噪声。因此，最终的噪声功率是通过对噪声功率密度在带宽上的积分得出的。

发射功率在通信系统中非常重要，因为信号需要经过空间衰落才能到达接收机，高发射功率意味着更远的通信距离。那么发射信号的SNR是否很重要呢？如果发射信号的SNR很差，接收机收到的信号SNR是否也会很差呢？ 
3、这涉及到自然噪声底的概念。我们假设空间衰落对信号和噪声的影响是相同的（尽管实际上并非如此，信号可以通过编码来抵御衰落，而噪声则不行），并且作用类似于衰减器。假设空间衰落为-200dB，发射信号带宽为1Hz，功率为50dBm，信噪比为50dB，则接收机收到的信号SNR是多少？ 
接收机收到的信号功率为50-200=-150dBm（带宽1Hz），而发射机的噪声功率为50-50=0dBm，通过空间衰落到达接收机的功率为0-200=-200dBm（带宽1Hz）？此时，这部分噪声已经被“淹没”在-174dBm/Hz的自然噪声底下了。因此，计算接收机入口的噪声时，只需要考虑-174dBm/Hz的“基本成分”即可。
在通信系统的绝大部分情况下，这个假设是适用的。

4、ACLR/ACPR指的是邻道泄漏比和邻道泄漏功率比，用来描述发射机泄漏到相邻信道中的干扰。这些干扰不在发射信道内，而是对其他设备造成影响。ACLR和ACPR都以“相邻信道”命名，用来描述发射机对其他设备的干扰。它们的共同点是，对干扰信号的功率计算是以一个信道带宽为计。这种计量方法表明，这一指标的设计目的，是考量发射机泄漏的信号，对相同或相似制式的设备接收机的干扰。在LTE中，ACLR的测试有两种设置，EUTRA和UTRA，前者是描述LTE系统对LTE系统的干扰，后者是考虑LTE系统对UMTS系统的干扰。因此，ACLR/ACPR描述的是一种“对等的”干扰：发射信号的泄漏对同样或者类似的通信系统发生的干扰。这一定义在实际网络中非常重要，因为同小区邻小区还有附近小区经常会有信号泄漏过来，所以网规网优的过程实际上就是容量最大化和干扰最小化的过程，而系统本身的邻道泄漏对于邻近小区就是典型的干扰信号。在通信系统的演化中，从来是以“平滑过渡”为目标，即在现有网络上升级改造进入下一代网络。那么两代甚至三代系统共存就需要考虑不同系统之间的干扰，LTE引入UTRA即是考虑了LTE在与UMTS共存的情形下对前代系统的射频干扰。

5、在GSM系统中，Modulation Spectrum（调制谱）和Switching Spectrum（切换谱）扮演了邻道泄漏相似的角色。不同的是，它们的测量带宽并不是GSM信号的占用带宽。调制谱用于衡量同步系统之间的干扰，而切换谱则用于衡量非同步系统之间的干扰。如果不对信号进行gating，切换谱会淹没掉调制谱。 
GSM系统中各小区之间是不同步的，虽然使用TDMA技术。相比之下，TD-SCDMA和之后的TD-LTE小区之间是同步的。由于小区之间不同步，A小区上升沿/下降沿的功率泄漏可能落到B小区的payload部分。因此，我们使用切换谱来衡量此状态下发射机对邻信道的干扰；而在整个577us的GSM timeslot中，上升沿/下降沿的占比较小，多数时候两个相邻小区的payload部分会在时间上交叠。评估这种情况下发射机对邻信道的干扰可以参考调制谱。

6、SEM（频谱发射掩模）是一个“带内指标”，用于测量发射机带内频谱泄漏。与杂散发射不同，SEM主要提供一个“频谱模板”，检测带内频谱是否超出限值。与ACLR有关，但又不相同：ACLR考虑泄漏到邻近信道中的平均功率，以信道带宽为测量带宽，它体现的是发射机在邻近信道内的“噪声底”；SEM反映的是以较小的测量带宽捕捉在邻近频段内的超标点，体现的是“以噪声底为基础的杂散发射”。如果用频谱仪扫描SEM，可以看到邻信道上的杂散点会普遍高于ACLR均值。如果ACLR指标本身没有余量，SEM就很容易超标。但SEM超标并不一定意味着ACLR不良，可能是由于LO的杂散或某个时钟与LO调制分量串入发射机链路导致的。SEM的使用能够帮助评估发射机的带内频谱泄漏情况。

挺好的基本概念，顶一下。