上行灵敏度公式:Sin (dBm) = NF (dB) + KTBRF (dBm) + Eb/No (dB) - PG (dB)

Sin = 可获得的输入信号功率(W)

Nin = 可获得的输入热噪声功率(W) = KTBRF其中:

K = 波尔兹曼常数 = 1.381 × 10-23 W/Hz/K,

T = 290K,室温

Sout = 可获得的输出信号功率(W)

Nout = 可获得的输出噪声功率(W)

G = 设备增益(数值)

F = 设备噪声系数(数值)

PG = BRF / Rbit

WCDMA 规定 用户数据速率Rbit等于12.2kbps

F的定义如下:

F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout) = (Sin / Nin) ×(Nout / Sout)

用输入噪声Nin表示Nout:

Nout = (F × Nin × Sout) / Sin其中Sout = G × Sin

得到:

Nout = F × Nin × G

调制信号的平均功率定义为S = Eb / T,其中Eb为比特持续时间内的能量,单位为W-s,T是以秒为单位的比特持续时间。

调制信号平均功率与用户数据速率的关系按下面的式子计算:

1 / T = 用户数据比特率,Rbit单位Hz,得出Sin = Eb × Rbit

根据上述方程,以Eb/No表示的设备输出端信噪比为:

Sout / Nout = (Sin × G) / (Nin × G × F) =

Sin / (Nin × F) =

(Eb × Rbit) / (KTBRF × F) =

(Eb/ KTF) ×(Rbit / BRF),

其中KTF表示1比特持续时间内的噪声功率(No)。

所以

Sout / Nout = Eb/No × Rbit / BRF

在射频频带内,BRF等于扩频系统的码片速率W,处理增益(PG = W/Rbit)可以定义为:

PG = BRF / Rbit

所以 Rbit / BRF = 1/PG,由此得输出信噪比:

Sout / Nout = Eb/No × 1 / PG。

注意:对于没有扩频的系统(W = Rbit),Eb/No在数值上等于SNR。

接收机灵敏度方程

对于给定的输入信号电平,为了确定SNR,用噪声系数方程表示Sin:

F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout)或F = (Sin / Nin) × (Nout / Sout)

Sin = F × Nin ×(Sout / Nout)

Sin又可以表示为:

Sin = F × KTBRF × Eb/No × 1/PG

用一种更加常用的对数形式表示,对每一项取以10为底的对数再乘10得到单位dB或dBm。于是噪声系数NF (dB) = 10 × log (F),由此得出下面的接收机灵敏度方程:

Sin (dBm) = NF (dB) + KTBRF (dBm) + Eb/No (dB) - PG (dB)