专利名称：一种cdma接收机噪声系数测量方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及CDMA接收机噪声系数测量方法及其装置，该方法可用于CDMA系统 中终端设备、基站设备、接收分析设备的噪声系数测量。
背景技术：
(一) 噪声噪声，从信号产生到传输，接收，在整个过程中，它无处不在，与信号相伴前进。 它限制了接收机检测弱信号的能力，降低了接收灵敏度，导致了发射机发射功率的提高， 导致了整个无线传播环境的干扰加大。对于CDMA接收机，影响接收机性能的最大障碍就是噪声，如何设计、并评估测量 接收链路的噪声系数，是做好产品的一项关键因素，特别对于生产环节，大批量的生产 也要求有一项快速的噪声评估方法。为了评估噪声的影响，引入了噪声系数的概念，用于定量分析系统噪声或者器件噪声。目前，噪声系数作为一种描述射频系统噪声和接收机灵敏度的参数，成为最重要也是最广泛使用的参数。噪声系数定义为输入信噪比(Sin/Nin)与输出信噪比(Sout/Nout)的比值，用F来表示。噪声指数定义为噪声系数的对数值，用NF来表示 <formula>formula see original document page 4</formula>其中输入信号功率，W'"输入噪声功率； ^"':输出信号功率，W。"'输出噪声功率；由于接收机内部噪声的加入，会使得输出端的信号噪声比降低，因此噪声系数F大 于l，而噪声指数NF值则大于OdB，对于系统或者元器件来说，噪声系数越低越好，噪 声系数对接收机的影响可以通过一个实例看出将直播卫星的噪声指数从2dB降到ldB， 与把卫星转发器的功率增加25%在性能上有相同的效果。(二) 噪声对CDMA系统的影响CDMA系统是一个上行覆盖受限系统，因为手机发射功率标准为125mW，而宏基站 典型输出功率为10W 40W，在确定发射功率以及处理增益的条件下，提高上行链路的接 收灵敏度成为增大CDMA覆盖半径的有效方法，并可以有效的减少基站密度，降低布网成本。据仿真估算，链路性能提高3dB，则基站数目可以降低30%。 CDMA接收机灵敏度有如下计算公式接收机灵敏度(dBm) =KTB (dBm) +NF (dB) +Eb/No (dB) —Gp (dB)其中KTB为热噪声功率，Gp为给定业务的扩频增益，Eb/No为接收机可以处理的 最低信噪比，对于一个CDMA接收机来说，上述指标基本是确定的，剩下的噪声指数 NF的控制成为关系接收机灵敏度的关键。所以降低接收机链路噪声通常是CDMA接收机开发者考虑的首要问题，除了在设计 阶段通过精心的链路预算来控制噪声之外，在调试生产阶段也需要考虑如何评估设计出 的接收机性能，如何评估一个接收机的链路噪声。(三)当前技术的限制传统的噪声系数测量方法有很多种，如增益法，噪声系数测试仪测量法、Y因子法 等。通常噪声系数测试仪方法受限于低噪声系数的情况，对于高噪声系数测量不准确， 增益法适应于高增益的条件下，所有噪声系数范围都可以，Y因子法对于增益要求不高， 但仅适用于低噪声系数的情况。上述传统测量方法相对来说，都要求一个比较复杂的测 量环境，昂贵的测试仪表，对于噪声系数分析仪以及Y因子法更是如此。而且上述测量 方法都是手工测量方式，无法适应大规模生产的需要，只能针对中射频模拟信号进行分 析测量，也无法满足从天线口到基带整条接收链路上的噪声分析需要。发明内容本发明的一个目的在于提供一种CDMA接收机噪声系数测量方法。 本发明的另一个目的在于提供一种CDMA接收机噪声系数测量装置。 本发明提供的一种CDMA接收机噪声系数测量方法，包括如下步骤 步骤(1)使用通信线缆将后台控制模块分别连接到可控信号源、CDMA接收机中的控制模块，使用射频线缆连接可控信号源与CDMA接收机中的射频处理模块；步骤(2)在后台控制模块中设置信号源输出功率^、频率范围、频率调整步长，启动噪声系数测量；步骤(3)后台控制模块根据设置的频率范围、频率调整步长、功率配置可控信号源， 使其输出指定制式、频率、功率的信号，通知CDMA接收机的控制模块当前设定的频率 与功率，该可控信号源的输出功率就是CDMA接收机的己知输入功率；步骤(4)控制模块根据设定的信号源输出功率与工作频率，设定CDMA接收机工 作频率与增益，通过功率测量模块获得基带实测功率；步骤(5)计算模块根据基带实测功率、已知输入功率、热噪声功率KTB来计算得 到对应该频点的链路噪声系数，上报到后台控制模块；步骤(6)在完成设定频率范围的逐点测量之后，后台控制模块输出每频点的噪声系.、n数。上述方法，其中步骤(5)进一步包括根据A^^10.1og10(10^1。-10p'w/IQ)—夂7^来 计算链路噪声系数，其中尸w为己知输入功率，i^为测量功率，KTB为热噪声功率，NF 为噪声系数。本发明提供的一种CDMA接收机噪声系数测量装置，包括中射频处理模块执行射频接收、中频处理，将信号适配为基带信号；基带接口模块提供基带数据适配，为基带处理提供基带I、 Q数据；功率测量模块执行基带信号功率测量，并同时完成功率校准工作；控制模块与外部后台控制模块通信，接收外部测量指令以及设定的信号源输出功率以及工作频率，控制CDMA接收机工作频点，并读取噪声系数，输送给后台控制模块，其中信号源输出功率就是CDMA接收机的输入功率；噪声系数计算模块根据控制模块提供的输入功率、功率测量模块实际测量的功率以及热噪声功率KTB，计算噪声系数；后台控制模块配置可控信号源工作在指定的频点与功率，同时通知控制模块设定的频点与功率，启动接收机测量工作；接收CDMA接收机上报的噪声系数，进行存储， 在完成整个频段的噪声系数测量之后，给出噪声系数频响曲线；可控信号源该信号源用于产生CDMA信号或者单音信号，可以通过以太接口或者 串口、 GPIB接口接收后台控制模块下发的配置命令，输出指定频率、制式、功率的信号；其中使用通信线缆将后台控制模块分别连接到可控信号源、CDMA接收机中的控制 模块，使用射频线缆连接可控信号源与CDMA接收机中的射频处理模块。上述装置，根据M^10.1ogl0(10^。-10^，)-尺r5来计算链路噪声系数，其中4 为己知输入功率，尸M为测量功率，KTB为热噪声功率，NF为噪声系数。本发明方法，适用于大批量CDMA设备生产、安装环境，相比现有技术的手工方法 省时、省力，也节省成本。本发明克服了传统的测量方法弊端，提供了一种适合CDMA 接收机、同时速度快、测量准确的噪声系数测量的方法及装置。
图1为根据本发明用于测量CDMA接收机噪声系数的模块框图。
具体实施方式
本发明提出了一种自动的噪声系数测量方法，借助于一台可控信号源、以及后台控 制模块，可以自动完成CDMA接收设备的噪声系数测量，给出接收机接收频率范围内的 噪声系数变化曲线。本发明提出了一种简洁的噪声系数的计算方法，借助于小信号时，噪声系数对于功 率测量的贡献来推导噪声系数。iv尸=i o log i o(i o尸m， — i op /10)—夂r5 (i)通过已知输入功率尸w、测量功率i^、热噪声功率KTB计算出噪声系数。 下面结合附图对本发明具体实施方式
进行说明。根据本发明用于测量CDMA接收机噪声系数的模块框图参见图1。图1中，后台控 制模块6运行于PC机上，使用通信线缆将PC机分别连接到可控信号源7、 CDMA接收 机8中的控制模块5。可控信号源7 —般都提供了 GPIB接口、以太接口等多种控制选择， 用于控制所产生信号的调制方式、频率和功率。使用射频线缆连接可控信号源7与CDMA 接收机8中的射频处理模块1。中射频处理模块l:执行射频接收、中频处理，将信号适配为基带信号； 基带接口模块2:提供基带数据适配，为基带处理提供基带I、 Q数据； 功率测量模块3:执行基带信号功率测量，并同时完成功率校准工作； 噪声系数计算模块4:根据控制模块提供的输入功率、功率测量模块3实际测量得到 的功率以及热噪声功率KTB，计算噪声系数；控制模块5:接收后台控制模块6测量指令以及设定的可控信号源7的输出功率以及 工作频率，控制CDMA接收机的工作频点，读取噪声系数计算模块4输出的噪声系数， 发送给后台控制模块6，其中信号源输出功率就是CDMA接收机的输入功率；后台控制模块6:配置可控信号源工作在指定的频点与功率，同时通知控制模块配置的频点与功率，启动接收机测量工作；接收CDMA接收机上报的噪声系数，进行存储， 在完成整个频段的噪声系数测量之后，给出噪声系数频响曲线；可控信号源7:该信号源用于产生CDMA信号或者单音信号，可以通过以太接口或 者串口、 GPIB接口接收后台控制模块6下发的配置命令，输出指定制式、频率、功率的 信号；CDMA接收机8:根据本发明的CDMA接收机包含上述几个模块中射频处理模块 1、基带接口模块2、功率测量模块3、噪声系数计算模块4、控制模块5。下面结合图1说明本发明的技术原理。通过后台控制模块6控制信号源7输出指定 频点、功率的信号。该信号通过射频线缆进入CDMA接收机8，由于CDMA接收机本身 的热噪声与噪声系数影响，在基带测量出的功率是CDMA接收机本身噪声与信号的叠加 信号，因此在已知输入信号功率与实测功率的情况下，我们可以计算出链路噪声功率。 需要注意的是，CDMA接收机是根据外部输入信号的大小来自动调整链路增益的，不同 的链路增益导致了不同的接收机噪声。对于CDMA接收机来说，大信号时对应的信噪比 很高，噪声相对信号可以忽略。我们关心的噪声系数，主要是指输入信号导致CDMA接 收机满增益情况下的噪声系数。下面结合图1，详细说明CDMA接收机的噪声系数测量步骤步骤l:使用通信线缆将后台控制模块6分别连接到可控信号源7、 CDMA接收机8 中的控制模块5，使用射频线缆连接可控信号源7与CDMA接收机8中的射频处理模块1;步骤2:在后台控制模块中设置信号源输出功率^、频率范围、频率调整步长以及 功率，启动噪声系数测量；步骤3:后台控制模块根据设置的频率范围、频率调整步长以及功率配置可控信号源， 使其输出指定制式、频率、功率的信号，通知CDMA接收机的控制模块当前设定的频率与功率，该可控信号源的输出功率就是CDMA接收机的已知输入功率；步骤4:控制模块根据设置的信号源输出功率与工作频率，设定工作频率与增益，通 过功率测量模块获得基带实测功率；步骤5:计算模块4根据基带实测功率，巳知输入功率与公式(1)计算得到对应该 频点的链路噪声系数(频点，噪声系数)，上报到后台控制模块6;步骤6:在完成设定频率范围的逐点测量之后，后台控制模块输出每频点的噪声系数;使用本发明的CDMA接收机的噪声系数测量方法，可快速准确的完成CDMA接收 机的噪声系数测量。上述实施例及其变形技术方案均属于本申请保护范围，本申请保护 范围由所附的权利要求书限定。
权利要求
1、一种CDMA接收机噪声系数测量方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤(1)使用通信线缆将后台控制模块分别连接到可控信号源、CDMA接收机中的控制模块，使用射频线缆连接可控信号源与CDMA接收机中的射频处理模块；步骤(2)在后台控制模块中设置信号源输出功率PL、频率范围、频率调整步长，启动噪声系数测量；步骤(3)后台控制模块根据设置的频率范围、频率调整步长、功率配置可控信号源，使其输出指定制式、频率、功率的信号，通知CDMA接收机的控制模块当前设定的频率与功率，该可控信号源的输出功率就是CDMA接收机的已知输入功率；步骤(4)控制模块根据设定的信号源输出功率与工作频率，设定CDMA接收机工作频率与增益，通过功率测量模块获得基带实测功率；步骤(5)计算模块根据基带实测功率、已知输入功率、热噪声功率KTB来计算得到对应该频点的链路噪声系数，上报到后台控制模块；步骤(6)在完成设定频率范围的逐点测量之后，后台控制模块输出每频点的噪声系数。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)进一步包括 根据M^10'logl0(10"G-10^1())-尺ra来计算链路噪声系数，其中i^为已知输入功率，i^为测量功率，KTB为热噪声功率，NF为噪声系数。
3、 一种CDMA接收机噪声系数测量装置，其特征在于包括 中射频处理模块执行射频接收、中频处理，将信号适配为基带信号； 基带接口模块提供基带数据适配，为基带处理提供基带I、 Q数据； 功率测量模块执行基带信号功率测量，并同时完成功率校准工作；控制模块与外部后台控制模块通信，接收外部测量指令以及设定的信号源输出功 率以及工作频率，控制CDMA接收机工作频点，并读取噪声系数，输送给后台控制模块， 其中信号源输出功率就是CDMA接收机的输入功率;噪声系数计算模块根据控制模块提供的输入功率、功率测量模块实际测量的功率 以及热噪声功率KTB，计算噪声系数；后台控制模块配置可控信号源工作在指定的频点与功率，同时通知控制模块设定的频点与功率，启动接收机测量工作；接收CDMA接收机上报的噪声系数，进行存储， 在完成整个频段的噪声系数测量之后，给出噪声系数频响曲线；可控信号源该信号源用于产生CDMA信号或者单音信号，可以通过以太接口或者 串口、 GPIB接口接收后台控制模块下发的配置命令，输出指定频率、制式、功率的信号;其中使用通信线缆将后台控制模块分别连接到可控信号源、CDMA接收机中的控制 模块，使用射频线缆连接可控信号源与CDMA接收机中的射频处理模块。
4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于根据w尸=i o log i o(i o /1Q -1 /1Q)-尺ra来计算链路噪声系数，其中i^为已知输入功率，」 为测量功率，KTB为热噪声功率，NF为噪声系数。
全文摘要
本发明涉及一种CDMA接收机噪声系数测量方法及其装置，借助一台可控信号源、以及后台控制模块，其中的计算模块根据基带实测功率、已知输入功率、热噪声功率KTB来计算得到对应该频点的链路噪声系数，从而自动完成CDMA接收设备的噪声系数测量，给出接收机接收频率范围内的噪声系数变化曲线。本发明方法适用于大批量CDMA设备生产、安装环境，相比现有技术的手工方法省时、省力，也节省成本。本发明提供了一种适合CDMA接收机、同时速度快、测量准确的噪声系数测量的方法。
文档编号H04B17/00GK101242226SQ20081010229
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月20日 优先权日2008年3月20日
发明者李锡忠 申请人:北京北方烽火科技有限公司