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1、 1 密级 浅谈接收设备灵敏度 灵敏度介绍及计算 接收灵敏度是检验基站接收机接收微弱信号的能力， 我们经常谈及的某产品或者某设备 的灵敏度， 其实是最大可用灵敏度， 即指保证接收设备正常工作所需输出信号电平或信噪比。 信噪比 （S/N） 是电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。 信噪比的计量单位是 dB， 计算公式如下： S/N=10lg(PS/PN)= 20Lg(VS/VN) Ps: 信号的有效功率 Pn:噪声的有效功率 Vs:信号电压的“有效值” Vn:噪声电压的“有效值” 设备的信噪比越高表明它产生的噪声越少。一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的 噪声越小，声音回放的音质量越高。 信
2、噪比是接收设备的关键指标，也是计算灵敏度的直接参数。灵敏度的计算公式如下， 单位是 dBm。 Si = -173.93 dBm + 10lgBW + NFSYS + (S/N) BW:信号带宽（Hz） NFSYS:收信机噪声系数 S/N:信噪比 从以上公式可以看出为提高接收机灵敏度也即使 Si 小，可以从以下方面着手， a) 降低系统噪声系数， b) 提高信噪比 c) 减小信号的带宽 SX1278 灵敏度的分析 我们为了计算其灵敏度，只需要测量信噪比和噪声系数即可。在 SX1278 的数据手册中 我们查询到了以下的数据。 不同扩频因子 SF 下，信道的信噪比： 2 密级 不同链路增益下的噪声系
3、数 由此我们可以计算出不同带宽的灵敏度： BW=125K 参考值： 计算值: RFS_L125_HF RFsensitivity, Long-Range Mode, highest LNA gain, Band1, 125kHz bandwidth SF=6 -123 dBm SF=7 -125 dBm SF=8 -128 dBm SF=9 -130 dBm SF=10 -133 dBm SF=11 -135 dBm SF=12 -138 dBm BW=250K 参考值： 3 密级 计算值: RFS_L250_HF RFsensitivity, Long- Range Mode, highes
4、t LNA gain, Band1, 250 kHz bandwidth SF=6 -120 dBm SF=7 -122 dBm SF=8 -125 dBm SF=9 -127 dBm SF=10 -130 dBm SF=11 -132 dBm SF=12 -135 dBm LORA 接收模式下的灵敏度同样适用于灵敏度 Si 的计算公式。 灵敏度与无线通信距离的关系 这里简单介绍一下传输距离跟频率的关系， 自由空间损耗描述了电磁波在空气中传播时 候的能量损耗，由以下公式计算： Los = 20lg(F) + 20lg(D) + 32.4 F：频率，单位：MHz； D：距离，单位：Km； 根据前
5、面的自由空间损耗计算公式，频率越高，自由空间损耗越大。 但是许多人根据这个结论，认为在相同的距离下，频率越高，功率损耗越大，这种概 念是错误的，因为自由空间的能量损耗是能量扩散损耗，与频率无关。而自由空间损耗之 所以与频率有关是为了简化计算，因为接收天线的增益是与频率有关的。当然，功率损耗 与频率还是有关系的，这主要是与大气环境有关，如空气质量，雨水等 由此简单介绍一下，灵敏度和无线传输距离的关系。 影响的主要因素： a) 发射功率 b) 接收天线增益 c) 发射天线增益 d) 接收机灵敏度 e) 自由空间损耗 这里我们只简单介绍一下接收灵敏度对传输距离的关系。 我们用 SX1278 的预设参
6、数来分析， 4 密级 发射功率 TP 10dBm 1278 预设配置 F:433MHz，BW：125KHz，SF=8 灵敏度 Si -126dBm Los = TP Si = 138 Los = 32.44 + 20lgd(Km) + 20lg f(433) = 85.13 + 20lgd(Km) 自由空间损耗：35dB（大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)） 馈线的损耗：约为 8dB10dB。 空间+馈线损耗：45dB 左右。 D（Km） Los +其他损耗（dB） 灵敏度 Si（dBm） 1 85.13 +45 -120.13 1.2 86.71 +45 -121.71 1.5 88.65 +45 -123.65 2 91.15 +45 -126.15 2.4 92.73 +45 -127.73 3 94.67 +45 -129.67 4 97.17 +45 -132.17 由上图可以看出我们用的 1278 模块，在天线阻抗匹配一致的情况下，传输距离可以达 到 2Km。 同时我们可以发现： a) 空间损耗直接影响到灵敏度。 也就是说在接收设备的前段设计的插损， 也直接反映 在灵敏度上（前段滤波器使用低插损的 LC 滤波器、天线的阻抗匹配一致） 。 b) 空间损耗 6dB,传输距离减小一半。
