数字监测接收机的主要性能指标分析_黄光星
0 前言随着A/D转换器、FPGA和高速DSP的快速发展，数字监测接收机技术日趋成熟，在无线电监测工作中逐渐得到普及。
宽带和数字化是无线电通信发展的趋势，数字监测接收机以其出色的监测能力和高速的扫描性能，必将取代传统的模拟接收机成为主要的无线电监测设备。
掌握其基本原理和主要性能指标，对于正确评估接收机的性能以及准确地进行无线电监测具有重要的意义。
1 数字监测接收机的基本原理与模拟接收机相比，数字监测接收机在结构上的主要特点在于对中频信号进行数字化处理，通过数字信号处理算法实现频谱显示、信号测量和解调功能。
数字监测接收机的基本结构如图1所示。
图1 数字监测接收机的基本结构图射频信号经过二次变频得到一个宽带的模拟中频信号。
中频信号经过A/D采样转换成数字信号后送往F P G A 进行数字下变频器（DDC）和速率变换处理。
FPGA处理后将生成至少两路IQ基带信号，一路经复数FFT运算后输出中频频谱；另一路送往DSP进行信号测量和数字解调。
对中频信号采样并变换成所需带宽的I Q基带信号的过程，是数字监测接收机的关键步骤。
图2是采样、数字下变频和速率变换的原理图。
我们结合SystemView仿真软件的系统图对该部分的原理进行分析和仿真，如图3所示。
SystemView的定时参数设置为系统采样率400MHz、采样数量32768点，给出的频谱均加了Blackman窗函数。
图2 采样、数字下变频和速率变换示意图图3 采样、数字下变频和速率变换的SystemView系统图这里以热噪声和10个等间隔的单载波信号表示中心频率为f IF2=75MHz、带宽B IF =20MHz的宽带中频信号，频谱如图4所示。
宽带中频信号送往A/D转换器进行带通采样。
采样速率由带通采样定理决定。
根据带通采样定理，采样速率只有同时满足以下两个条件才能保证采样后的频谱不发生混叠：f s >=2B IF （1），f s = 4f 0/(2n+1) （2）。
公式（2）中，n为整数0，1，2，…；f 0为中频信号中心频率。
如果f IF2=75MHz、B IF =20MHz，可知f s 取值为60MHz、100M H z、300M H z；考虑后续速率变换处理的方便和实际的可行性，这里选择100M H z作为采样频率。
采样数字监测接收机的主要性能指标分析■ 广东省广州市无线电监测计算站 黄光星摘 要结合数字监测接收机的基本工作原理，对接收机的主要指标进行分析，指出其与模拟接收机对应指标的差别，并给出了测试方法。
关键词：数字监测接收机 数字下变频 动态范围 SystemView得到的数据速率为100M S P S，中频频谱被搬移到f 1=f s -f IF2=25MHz的位置，仿真结果如图5所示。
把采样数据变换成I Q基带信号的过程称为数字下变频。
中心频率在25M H z的采样数据同时输入两个数字乘法器，分别与数字本振产生的25M H z正交信号混频。
混频后产生两路相位正交的信号。
如果把这两路信号分别作为实部和虚部进行复数FFT运算，将得到混频后IQ信号的复数频谱，如图6所示。
混频后中频频谱被搬移到f 1-f LO3=0Hz和f 1+f LO3=50MHz位置。
数字下变频后，I和Q信号的速率都是100M S P S，表示的复数频谱为[-50M H z,50M H z]，实际只有其中的[-10M H z,10M H z]是有用频谱。
为了减轻后续电路处理负担，我们需要在保证中频频谱数据不丢失的前提下进行速率变换。
这里进行的是4∶1抽取运算，即是数据序列中每4个数据保留1个，其他数据被丢弃。
数据的速率降为原来的1/4，即25M S P S。
经复数F F T运算得到的频谱范围从原来的[-50M H z,50M H z]变换为[-12.5MHz,12.5MHz]。
值得注意的是，抽取运算并没有滤波功能，原有的高频成分不会消失，而是混叠到抽取后的带宽内。
因此要在抽取前用高选择性的低通滤波器滤除高频成分，以避免频谱混叠形成杂散信号。
同样为了避免滤波器过渡带的信号混叠到有用频谱中，最终输出的基带信号的带宽与有效的频谱带宽的比值不能小于滤波器的形状因子K。
将基带信号带宽记为B IQ ，则一般情况下有B IQ =K×B IF 。
经4∶1抽取运算后的最终输出IQ基带信号的复数FFT 频谱如图7所示，表示的带宽为25MHz。
中间平坦部分的频谱为[-10MHz,10MHz]。
图4 输入信号频谱 图5 采样后的频谱图6 混频后的复数频谱 图7 滤波和抽取后IQ基带信号的频谱同样原理，对数字下变频后的基带信号进行多级滤波和抽取运算即可得到数字解调和信号测量所需的窄带IQ信号。
2 数字监测接收机的主要性能指标分析从数字监测接收机的工作原理可以看出中频数字化处理部分直接影响整个接收机的性能。
我们衡量一台数字监测接收机的性能应从整体上进行测试和评价，不能仅通过对模拟中频信号测试来判断。
2.1 频率准确度和RBW频率准确度由参考源准确度和R B W决定，并且受显示分辨率影响。
数字监测接收机的R B W 由基带信号带宽B I Q 和F F T运算长度决定,R B W=B I Q /（F F T运算长度）。
例如上文仿真例子中，进行复数F F T 运算的基带信号带宽为25M H z，进行2048点复数F F T运算，则RBW=25MHz/2048=12.2kHz。
接收机对R B W的处理主要分两种方式：一种是固定RBW方式，RBW可以按照25kHz、12.5kHz等固定值进行选择，这种方式下FFT运算的长度将随RBW的值变化；另一种是FFT运算的长度固定，RBW由进行FFT运算的基带信号带宽决定。
频率准确度测试方法：输入单载波信号，测量接收机在不同R B W条件下各典型频点的频率误差。
精度要求较高时先用计数器对信号源频率进行校正。
2.2 电平准确度数字监测接收机需要电平校正的环节较多，并且由于中频带宽较宽很难保证频谱的平坦度。
如果没有完善的电平校正，则在不同参数下测量会出现较大误差。
单频点测试方法：输入单载波信号，测量接收机在不同R B W下各典型频点的电平测量误差。
输入电平应涵盖接收机的灵敏度到1dB压缩点范围。
频段电平准确度：信号源产生一个固定电平的扫频信号，例如从500MHz到600MHz，观察接收机数字扫描时最大保持曲线的波动情况。
一般要求波动不超过±2dB。
2.3 噪声系数宽带数字监测接收机的噪声系数除了受模拟前端的影响，还受中频放大器链和A/D转换器影响，应通过测量接收机显示的噪声电平来计算。
接收机噪声电平由公式（3）给出：UN=-174+10log(RBW)+NF+W （3）。
公式（3）中，N F为噪声系数，W为检波器典型的加权因子：均值检波时0d B，r.m.s检波1.1d B，准峰值7dB，峰值11dB。
例如：在500M H z频率上，接收机中频带宽4M H z，滤波器形状因子K=1.25，4096点F F T运算时，RBW=4000×1.25/4096=1.22kHz。
均值滤波下中频频谱显示的噪声电平为-130d B m，通过公式（3）计算出接收机在该频点噪声系数为13dB。
如果接收机具有噪声测量（Mark Noise）功能，可直接读出单位为dBm/Hz的噪声密度，与-174dBm/Hz的差值即为当前状态下的系统噪声系数。
2.4 灵敏度接收机的灵敏度由底噪决定，数字监测接收机的底噪通常比模拟监测接收机要低，但通常这只是由于R B W 较小的缘故，并不直接代表较高的灵敏度。
灵敏度的表示一般有两种，分别是10d B信噪比下的检测灵敏度和规定信纳比下的解调灵敏度。
一般情况，信噪比灵敏度较为直观。
信噪比灵敏度可以由噪声电平和信道带宽CHBW换算得到：S10dB =UN+10dB+10log（CHBW/RBW） （4）。
例如，在500M H z频率上，接收机中频带宽4M H z、R B W=1.22k H z时系统噪声电平为-130d B m，通过公式（4）计算出该频点的10d B检测灵敏度为-116d B m @3kHz或-107dBm @25kHz。
2.5 相位噪声数字监测接收机的相位噪声除了受本振性能影响外，还受滤波器性能和F F T运算窗函数特性的影响。
数字部分如果处理不好，将产生严重的邻道泄漏。
由于数字信号处理过程产生的频谱泄漏范围较宽，所以不应像模拟接收机测试那样只测试10kHz处的相位噪声。
测量方法：在接收机线性范围内，输入尽量大的单载波信号。
用Mark Noise功能测量偏离中心频率3kHz、10kHz、50kHz、100kHz处的相对噪声密度,单位dBc/Hz。
如果没有M a r k N o i s e功能则要根据测得的电平值通过RBW换算出噪声密度电平。
2.6 动态范围接收机动态范围包括1d B压缩点动态范围和无杂散动态范围(SFDR)。
数字监测接收机工作在信道模式时动态范围由1d B 压缩点动态范围决定。
工作在宽带模式下则应由无杂散动态范围决定。
A/D的位数、A/D的虚假响应还有中频放大器链的性能都会影响整机的动态范围。
目前器件水平下整个接收机的SFDR主要受A/D限制。
例如，14bit/s的A/D的最大动态范围为 20log(214)=84dB，而SFDR要小于最大动态范围。
数字监测接收机整机的动态范围不能用模拟中频测得的动态范围表示，而是通过对整机进行测量得出。
通常合理匹配的情况下，整机的动态范围比模拟前端的动态范围要低数dB。
1dB压缩点动态范围测试方法：AGC开启，从噪声电平开始加大输入信号电平，直至输出显示电平出现1dB压缩，两者的差值称为1dB压缩点动态范围。
表征接收机在AGC控制下检测信号的最大范围。
AGC关闭，重复上述测试。
得到的结果表征接收机A/D检测信号的最大范围。
SFDR测量方法：如图8所示，SFDR表征接收机能真实检测信号的电平范围。
杂散响应可能是无规则的杂散，也可能是输入信号的二阶、三阶或更高阶互调产物。
通常占主导地位的是二阶和三阶互调产物。
这时当互调产物等于底噪电平UN时，SFDR达到最大值。
因此可以根据IP2、IP3和底噪电平计算SFDR。
图8 无杂散动态范围示意图在最大中频带宽下，先分别测得整机的I P2和I P3。
然后根据公式（5）、（6）计算出二阶互调和三阶互调下的SFDR。
SFDRIP2=(IP2-UN） （5）。
SFDRIP3=(IP3-UN) （6）。
两者中较低值代表整机的S F D R。
例如，某数字监测接收机在500M H z频率、R B W=25k H z情况下UN =-125d B m，I P2=40d B m，I P3=10d B m。
数字光接收机性能指标的优化设计
数字光接收机性能指标的优化设计
王烨
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2009(014)005
【摘要】首次提出一种新型数字光接收机模型,改进了其中均衡器的设计;以
S.D.Rersonick理论为基础,推导并计算了此光接收机基于"最坏情况"下判决时刻的噪声平均功率.研究结果表明,此模型在输入脉冲展宽较为严重的情况下表现出了良好的噪声性能;进而提高了数字光接收机的灵敏度,优化了数字光纤传输系统的误码性能;为改善数字光接收机性能指标提出了新的途径.
【总页数】4页(P40-42,50)
【作者】王烨
【作者单位】西安邮电学院电子与信息工程系,陕西,西安,710121
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.4
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光纤监测系统主要技术指标和性能特征
光纤监测系统主要技术指标和性能特征1、光纤监测系统的关键特性本系统适用于要求实现机房光缆集中、自动监控，实现机房少人或无人值守的用户；适用范围包括：中心机房、普通机房、无人机房以及其它重要区域；实现对光缆的OTDR测试功能；实现对光缆的光通道选择和光路分配功能；实现对光缆的光功率监测与采集功能；实现光缆监控系统的本地控制和管理功能；实现网络的数据传输功能；实现中心服务器的数据分析、管理功能；通过上述功能的结合，实现对光缆的自动监测和物理特性的资源管理；通过点名测试，完成测试动作并得到测试结果，可以随时掌握光纤的传输特性；通过预先设定测试周期，自动完成测试，并将数据和分析结果入库，同时根据结果执行相应的流程，及时掌握线路的缓慢变化；通过光功率采集或其它告警信息采集获得光缆线路告警的信息，并自动触发系统完成测试、分析、告警等功能；可以实时监视传输线路的损耗变化情况，发现故障隐患，预防障碍发生。
强大的报警功能，可通过监控系统、电话、短信、E-mail、声光等方式通知用户；友好的人机交互界面，通过电子地图和机房仿真的方式完整的呈现光缆线路拓扑和机房仿真；可以作为一个子系统，集成到通信机房综合监控系统中，便于用户维护和管理；2、光纤监测系统功能描述（1）应用功能：①远程、实时、在线地进行光缆线路中被监测光纤运行状况的监测，预防光缆线路的障碍隐患。
②按规定的周期，分别向LNMC和ONMC传报被监测光缆线路运行状况的数据文件。
③当光缆线路中被监测光纤发生故障时，LMC（或MS）迅速、准确的确定障碍点的位置，并立即向PMC、LNMC或PNMC传报，及向区域光缆维护监测中心和省光缆维护监测中心传报。
（2）性能管理功能①请求MS报告和MS送出当时的定期测试，点名测试。
②设置或改变MS报告定期测试数据文件的时间表。
③设置MS开始或停止采集性能监测数据。
④设置LMS（或MS）进行障碍分析的参数。
⑤请求LMS（或MS）报告或LMS（或MS）送出当时的障碍光纤通道后向散射信号曲线、障碍分析参数和障碍分析结果的数据文件。
导航接收机指标分析及测试
1测试目的1）检测卫星导航接收机的功能是否满足技术要求，功能测试主要包括：具备B3、Bl, L1 单频点定位功能；具备B1B3双频定位功能；具备B3L1兼容定位功能；可接收I7S等速度信息；具备定位、测速、原始电文及观测量等信息输出功能。
2）检测卫星导航接收机的性能指标是否满足技术要求，性能测试主要包括：动态性能、定位测速精度、捕获定位时间、捕获跟踪通道数、信号动态围、灵敏度、数据跟新率、供电电压、功耗等。
3）检测卫星导航接收机的接口是否满足技术要求，接口测试主要包括：射频接口、数据接口、与惯性导航系统（INS）接口、IPPS秒脉冲输出接口。
2测试要求测试要求主要包括：场地要求、环境要求、辅助测试设备要求。
a）场地要求：工作台干净、平整，具有良好的防静电功能，同时确保测试场地周边没有其他干扰信号。
测试分为室对卫星信号模拟源测试和室外对天（真实信号）测试两种测试方式。
b）环境要求：温度15°（2'35笙、相对湿度20%'80%.室照度＞500cd/c m\c）设备要求：万用表、专用线缆、计算机串口工作正常、直流稳压电源、示波器、模拟源。
测试所用仪器、仪表、高频线缆等必须满足测试所需的电磁兼容性和测试精度要求，并在标定有效期使用。
所选用的通用测试仪器必须符合国家有关标准并经计量部门检定合格，测试设备必须经过严格标定。
3测试仪器及系统连接1）测试所需仪器、仪表等物品如下表所示：表3-1测试仪器物品清单表控制与评佔订算机卫星信号模拟源高动态卫星导测试仪器指令、响应•程控电源设备名称数董说明多頻点卫星信号模拟源1包括B3、Bl. L1頻点信号示波器1頻谱仪1直流稳压电源1监控记录计算机1数字万用表1秒表1电子称1卡尺12）系统连接测试项目分为两种连接方式：室对卫星信号模拟源测试和室外对天信号测试a）室对卫星信号模拟源测试连接图图3-1室对卫星信号模拟源测试连接图b）室外对天信号测试连接图ir 算机卫星信号接收天线高动态卫星导航接收机电源图3-2室外对天信号测试连接图4测试方法及判别依据4.1外观检验板卡：外表无划伤、裂纹、绝缘物破裂现象；标识：序列号、硬件版本号、PCB板号；标识应清晰、正确；射频针头：齐全，无变形；芯片管脚：用放大镜仔细看，无翘起，焊点光滑。
光接收机性能分析
负 载 电 阻
热噪声
放
S
大
器
N
放大器噪声
6
判决点上的噪声电压
由于噪声的存在，接收 机放大器的输出是一个随机 过程，判决时的取样值也是 随机变量。所以在判决时可 能会发生误码。把接收的“1” 码误判为“0”码，或把接收 的“0”码误判为“1”码
7
误码率和Q值的关系
Q值表示判决点 门限值与噪声 电压 （电流）有效值的 比值，称为超扰比 ， 含有信噪比的概 念。 不同的Q值对应 不 同的误码率值。
小光功率为15.8nW，而正常工作时最大接收功率为1μW，则
其动态范围
D 10lg 1106 10lg 15.8109 18 (dB)
1103
1 103
3. 影响接收机性能的主要因素
影响接收机灵敏度的因素： 码间干扰、消光比、暗电流、量子效率、 光波波长、信号速率、各种噪声。
码间干扰
码间干扰：由于系统传输特性的不理想，使得脉冲在传输过 程中展宽，延伸到邻近码元中去，造成对邻近码元的干扰。 码间干扰影响：降低光接收机的灵敏度，增加误码率。
4.4 光接收机性能分析
光接收机性能指标
灵敏度 动态范围 过载功率 误码率 信噪比 Q值
1. 灵敏度
光接收机灵敏度是表征光接收机调整到最佳状 态时，接收微弱光ຫໍສະໝຸດ 号的能力。它可用下列三种物 理量表示。
在保证达到所要求的误码率（或信噪比）条件 下，接收机所需的： 输入的最小平均光功率PR； 每个光脉冲的最低平均光子数n0； 每个光脉冲的最低平均能量Ed。
三种表示方法之间的关系
PR
Ed 2T
n0hf 2T
（1）
式中：T 为脉冲码元时隙，T=1/fb hf 是一个光子能量 PR 的单位为W，常用mW。若用dBm来表示灵敏度Sr，则 可写为：
2015接收机核心参数对比(1)
1、中兢伟奇20MHz～3.6GHz 可扩展最大频率6GHz频率精度<=5x10^-7最小步进频率1Hz瞬时带宽灵敏度测向灵敏度<=10～20dBuV/m监测系统灵敏度<=10～20dBuV/m频率调谐分辨率电平（幅度）测量精度<=2dB 最大实时中频带宽>=20MHz相位噪声 <=-100dBc/Hz,10KHz偏离<=90dBc/Hz@10KHz噪声系数<=10dB(常温典型值，低噪声模式)；<=15dB(常温典型值，常规模式)二阶截点(IP2)>=40dBm>=45dBm(常规模式)三阶截点(IP3)>=10dBm>=7dBm(常规模式)相邻信道抑制>=80dBm中频抑制>=90dBm>=85dBm(常规模式)镜频抑制>=90dBm>=85dBm(常规模式)杂散辐射抑制<=-107dBm解调类型AM,FM,CM,SSB,但不限次范围AM,FM,CM,CW,LSB,USB监测接无线电监测站主要参数指标和性能要求(新)(2).d o c宽带中频>=5MHz中频带宽150Hz～300KHz，但不限于此带宽范围数字滤波器带宽20MHz～0.15KHz窄带（200K、100K、50K,25K） 分析路数：8路最大实时带宽监测扫描速度（连续扫描速度）>=100MHz/s（频率间隔25KHz）>=8GHz/s（频率间隔25KHz）信道扫描速度>=1000信道/s 数据存储能力>=32GB工作温度功耗6、同方工业有限公司7、成都成广公司8、成都翰德科技9、成都华日20MHz～3.6GHz20MHz～3.0GHz20MHz～8.0GHz20MHz～3.0GHz1x10^-7<=2x10^-7（0℃～45℃）接收灵敏度：<=30dBuV/m（<=1GHz）；<=40dBuV/m（>=1GHz）<=-107dBm-115dBm测向灵敏度<=20dBuV/m<=+-1dB+-3dB10MHz<=-110dBc/Hz, 10KHz偏离 <=-100dBc/Hz,10KHz偏离<=-100dBc/Hz,10KHz偏离<=-95dBc/Hz,10KHz偏离<=15dB<=14dB，典型值10dB>=40dBm>=50dBm40dBm（常温典型值）>=48dBm（常规模式）>=20dBm>=10dBm10dBm（常温典型值）>=10dBm（常规模式）>=90dB>=100dB>=110dBm>=100dBm>=90dB>=100dB>=110dBm>=100dBmAM,FM,CM,CW,LSB,USB等FM,AM,,USB，,LSB，FSK,IQPLUS,CW,FSK, ASK,PSK,2FSK,2FSK, 2PSK,4PSK监测接收机技术参数对比100Hz～20M Hz，20MHz(宽带模式)；500KHz(窄带模式)10MHz>=4GHz/s>=5GHz/s（步进25KHz）>=8GHz/s(25KHz分辨率)>=3GHz/s(25KHz分辨率)25W10、洛兰特公司20MHz～3.0GHz<=10uV/m(15kHz中频贷款)<=3dB<=12dB>=40dBm>=10dBm>=90dBm>=90dBmAM,FM,CW,LSB,U SB>=10MHz>=5GHz/s(25KHz分辨率)。
微波接收机系统的主要性能指标分析
微波接收机系统的主要性能指标分析摘要：微波接收机性能的好坏对微波通信信号的接收和处理起到关键的作用。
文章在微波接收机系统结构的基础上，分析了噪声系数、灵敏度等接收机系统中常见的主要性能指标。
关键词：接收机；性能指标；微波中途分类号：TG113.26文献标识码：A文章编号：一、微波接收机为了在一条充满噪声的空中信道中有效地传输信息，发射机需要将载有信息的信号调制到射频载波上。
微波接收机的功能是解调经过调制的信号，同时，又要保证足够的信噪比。
由于无线传输环境的特殊性，例如多径效应、路径损耗、时变性等，导致噪声和干扰无处不在，微波接收机的性能就显得尤为重要。
信号带宽和频谱直接影响射频收发模块的结构和电路模块的设计，信号的损耗和衰落，使得信号幅度在大范围内起伏，从而要求发射机进行功率控制和接收机良好的线性度，由于接收信号非常微弱，还需要接收机有较高的灵敏度。
图1是一个常见的系统原理图二、接收机的主要性能指标分析2.1噪声特性噪声和干扰是任何电子系统的大敌。
接收机中的噪声会掩盖微弱信号，限制接收机对微弱信号的检测能力，即限制接收机的极限灵敏度。
接收机噪声来自两个方面：一是天线接收到的外部噪声；二是接收机自身产生的噪声。
天线接收到的噪声包括天空噪声、大气噪声、地球噪声、银河噪声和人工噪声等；接收机自身产生的噪声包括放大器、滤波器、混频器、检波器等各级产生的噪声。
接收机内部噪声限制了接收机检测的最小信号，信号必须大于噪声一定强度才能被检测到。
要衡量一个接收机对有用信号接收性能的好坏，往往要知道加到传输信号上噪声的数量，通常以信号功率与噪声功率之比，信噪比（Signal-to-noise ratio，SNR）来判定。
对二端口网络的研究中，确切地知道通过网络的信号上的噪声量是相当重要的，表征这种特性的重要参数便是噪声系数，噪声系数是定量描述一个元件或系统所产生噪声程度的指数，系统的噪声系数受许多因素影响，如电路损耗、偏压、放大倍数等。
4.4光接收机性能分析
三种表示方法之间的关系
PR
Ed 2T
n0hf 2T
（1）
式中：T 为脉冲码元时隙，T=1/fb hf 是一个光子能量
PR 的单位为W，常用mW。若用dBm来表示灵敏度Sr，则 可写为：
Sr
10 lg PR 1mW
(dBm)
（2）
理想接收机的灵敏度
理想接收机：频带无限宽，系统无噪声，误码率为Pe=10-9
暗电流
暗电流：在无光情况下，光电检测器输出的电流。 暗电流影响：在接收机中产生噪声，降低接收机 的灵敏度。 APD的暗电流： •无倍增的暗电流
•有倍增的暗电流
消光比
光源在直接强度调制下，由于加入直流偏置电流， 使得无信号时仍会有一定的输出功率，在接收机中产生 噪声，影响接收机灵敏度。
参数消光比（EXT）定义为：
EXT 全“0”码时平均输出光功率 全“1”码时平均输出光功率
一般要求EXT≤10%。 当EXT≠0时，光源的残留光使检测器产生噪声。EXT 越大时对灵敏度的影响也越大，其值与使用的光检测器 有关。
负 载 电 阻
热噪声
放
S
大
器
N
放大器噪声
6
判决点上的噪声电压
由于噪声的存在，接收 机放大器的输出是一个随机 过程，判决时的取样值也是 随机变量。所以在判决时可 能会发生误码。把接收的“1” 码误判为“0”码，或把接收 的“0”码误判为“1”码
7
误码率
误码率和Q值的关系
Q值表示判决点门 限值与噪声电压 （电流）有效值的 比值，称为超扰比， 含有信噪比的概念。 不同的Q值对应不 同的误码率值。
4.4 光接收机性能分析
光接收机性能指标
灵敏度 动态范围 过载功率 误码率 信噪比 Q值
数字监测接收机的主要性能指标分析_黄光星
0 前言随着A/D转换器、FPGA和高速DSP的快速发展，数字监测接收机技术日趋成熟，在无线电监测工作中逐渐得到普及。
宽带和数字化是无线电通信发展的趋势，数字监测接收机以其出色的监测能力和高速的扫描性能，必将取代传统的模拟接收机成为主要的无线电监测设备。
掌握其基本原理和主要性能指标，对于正确评估接收机的性能以及准确地进行无线电监测具有重要的意义。
1 数字监测接收机的基本原理与模拟接收机相比，数字监测接收机在结构上的主要特点在于对中频信号进行数字化处理，通过数字信号处理算法实现频谱显示、信号测量和解调功能。
数字监测接收机的基本结构如图1所示。
图1 数字监测接收机的基本结构图射频信号经过二次变频得到一个宽带的模拟中频信号。
中频信号经过A/D采样转换成数字信号后送往F P G A 进行数字下变频器（DDC）和速率变换处理。
FPGA处理后将生成至少两路IQ基带信号，一路经复数FFT运算后输出中频频谱；另一路送往DSP进行信号测量和数字解调。
对中频信号采样并变换成所需带宽的I Q基带信号的过程，是数字监测接收机的关键步骤。
图2是采样、数字下变频和速率变换的原理图。
我们结合SystemView仿真软件的系统图对该部分的原理进行分析和仿真，如图3所示。
SystemView的定时参数设置为系统采样率400MHz、采样数量32768点，给出的频谱均加了Blackman窗函数。
图2 采样、数字下变频和速率变换示意图图3 采样、数字下变频和速率变换的SystemView系统图这里以热噪声和10个等间隔的单载波信号表示中心频率为f IF2=75MHz、带宽B IF =20MHz的宽带中频信号，频谱如图4所示。
宽带中频信号送往A/D转换器进行带通采样。
采样速率由带通采样定理决定。
根据带通采样定理，采样速率只有同时满足以下两个条件才能保证采样后的频谱不发生混叠：f s >=2B IF （1），f s = 4f 0/(2n+1) （2）。
无线电监测站主要参数指标和性能要求(新)
无线电监测站主要参数指标和性能要求总参电磁频谱管理中心二OO八年六月目录一、无线电监测定义 (3)二、固定监测站的定义 (3)三、无线电监测的主要内容 (3)（一）、常规监测 (3)（二）、电磁环境监测 (3)（三）、特种监测 (4)四、超短波固定监测站技术使用要求 (4)（一）、固定监测站设计使用基本要求 (4)（二）、固定监测站主要技术指标要求 (5)五、固定监测站系统性能指标要求 (7)（一）、基本系统性能参数指标 (7)（二）、特定系统性能参数指标 (9)六、监测站主要参数及相互关系 (12)（一）几种常用测量带宽的定义及其相互关系 (12)（二）与幅度有关的工作参数及其相互关系 (16)七、固定监测站系统功能描述 (20)（一）、基本技术性能要求 (20)（二）、特殊技术性能要求 (22)无线电监测站主要参数指标和性能要求一、无线电监测定义无线电监测是采用技术手段和一定的设备对无线电发射的基本参数和频谱特性参数（频率、频率误差、射频电平、发射带宽、调制度）进行测量；对模拟信号进行解调监听；对数字信号进行频谱特性分析；对频段利用率和频带占有度统计测试分析；测试统计指配频率使用情况，以便进行合理、有效地频率指配；并对非法电台和干扰源测向定位进行查处。
二、固定监测站的定义超短波监测站是指固定架设或临时开设于某个制高点，对附近一定区域内存在的各种VHF/UHF频段无线电台站信号进行监测和测向的无线电信号接收站。
其主要作用是承担VHF/UHF频段无线电台站频谱参数质量监测、空间无线电频谱利用率监测、指定类别调制信号解调和指定信号无线电测向定位等任务。
它是频谱管理部门掌握指定区域无线电频谱使用情况的基本手段，是为频谱管理系统提供电磁环境实测数据的主要方式，是提高无线电管理技术水平的重要基础。
三、无线电监测的主要内容（一）、常规监测1、无线电台发射电波质量的监测。
如使用频率、发射带宽、信号场强、谐波及杂散辐射、调制方式及调制度等；2、无线电频谱利用的监测。
光探测和光接收机
电路的设计与制造尽可能减小，一般不可能完全消除。
其主要来源是光检测器的噪声和前置放大器的噪声。
因为前置级输入的是微弱信号，其噪声对输出信噪比
影响很大，而主放大器输入的是经前置级放大的信号，
只要前置级增益足够大，主放大器引入的噪声就可以
忽略。
•光探测和光接收机
内部噪声
暗电流噪声---无光照时产生
P I Nd22qdIf
本章内容
对光检测器的基本要求 PN结光电检测原理 PIN光电二极管 APD雪崩光电二极管 MSM光电探测器 单行载流子光电探测器 波导光电探测器 数字光接收机
•光探测和光接收机
对光检测器的基本要求
1.在系统的工作波长上要有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，光检测器能输出尽可能大的光电流。
Id— 暗电流
APDd22qM 2FAIdf FAAP的 D过剩噪声指
散粒噪声
PIN s2 2qIpf
Ip 平均信号光电流
APD s2 2qM2FAIpf
热噪声
T2 4KBRTLf•F光n探测和光接F收n机放大器的噪声指数
总的均方噪声电流
PIN
d2
s2
T2
2q(Ip
Id)f
4KBTf
RL
Fn
电压 供给
自动增 益控制
时钟 恢复
光电变换和前放 线性放大 数据恢复
•光探测和光接收机
光电转换和前置放大器（光接收机的核心）
信号光
光探
测器
前放
电压 供给 光电变换和前放
微弱 光 时 信 变 号 光 预 生 放 电 电 大 流 压信
前置放大器在减弱或防止电磁•干光探扰测和和光抑接制收噪机 声方面起着特别重要的作用