本发明实施例提供一种测量同频信号干扰的方法及接收机,所述方法通过测量温度和存储的噪声系数精确得到无同频信号干扰时小功率信号的信噪比;通过控制发射功率获得至少一组接收机的接收功率和信噪比,得到实际运行时小功率信号的信噪比;根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和实际运行时小功率信号的信噪比的差异,计算干扰功率。从而实现最小可测量的干扰功率为-107dBm;发射机具备功率调节范围为23dB;测量都可以在秒级时间内完成。
1.一种测量同频信号干扰的方法,所述方法包括:测量接收机放大器AMP的温度,根据所述温度和预先存储的接收机的噪声系数计算无同频信号干扰时所述接收机接收小功率信号时,所述接收机的解调器DEM的信噪比;测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得同频信号干扰的干扰噪声,包括:根据DS=SNRA-SNRB,得到干扰噪声DS,其中,所述SNRA为所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比,所述SNRB为实际运行时小功率信号的信噪比;根据所述同频信号干扰的干扰噪声,通过功率叠加算法获取同频信号干扰的干扰功率。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测量接收机的温度,根据所述温度和预先存储的噪声系数计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比,包括:测量接收机的温度t,根据所述t和预先存储的噪声系数NF,和总信噪比公式SNR=S-Nth,所述Nth是热噪声,计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比SNRA,其中,SNRA=SA-(10*log(k*t*b)+NF),k是波耳兹曼常数,t是绝对温度,b为等效噪声带宽,NF为噪声系数,SA是接收机接收的小功率信号的功率。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比,包括:测量至少一组的接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB;根据每一组的接收机的接收功率和信噪比,计算出每一组的所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;将所述至少一组得到的所述实际运行时小功率信号的信噪比取平均,得到所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比,包括:测量一组接收机的接收功率和信噪比,得到(s1,snr1),(s2,snr2);根据总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr1=s1/(x+y*s1),snr2=s2/(x+y*s2);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr 2 - snr 1 ) * s 1 * s 2 ( s 2 - s 1 ) * snr 1 * snr 2 ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 2 - snr 1 ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa),s1,s2是测量得到的接收机的接收功率;snr1和snr1是测量得到的接收的信噪比;x是信号无关噪声,y是信号相关噪声,SA是接收机接收的小功率信号的功率,sa是SA的线性标度,SNRB是所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比,包括:测量一组接收机的最小接收功率和信噪比及接收机的最大接收功率和信噪比,得到(s
min,snr
min),(s
max,snr
max);根据所述总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr
min=s
min/(x+y*s
min),snr
max=s
max/(x+y*s
max);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr max - snr min ) * s min * s max ( s max - s min ) * snr min * snr max ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr min * snr max * ( s max - s min ) s min * s max * ( snr max - snr min ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa),s
min是接收机的最小接收功率,s
max是接收机的最大接收功率;snr
min是所述最小接收功率时接收机测量得到的信噪比,snr
max是所述最大接收功率时接收机测量得到的信噪比;x是信号无关噪声,y是信号相关噪声,SA是接收机接收的小功率信号的功率,sa是SA的线性标度,SNRB是所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述干扰噪声,通过功率叠加算法获取干扰功率,包括:根据同频干扰导致的总噪声等于热噪声和干扰噪声,得到功率叠加算法:
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>根据所述功率叠加算法,得到干扰功率:
I = 10 * log ( 10 Nth + DS 10 - 10 Nth 10 ) ]]>其中,Nth是热噪声,I是干扰功率,Nth+DS是同频干扰导致的总噪声。
7.一种接收机,所述接收机包括:第一计算单元,用于测量接收机放大器AMP的温度,根据所述温度和预先存储的接收机的噪声系数计算无同频信号干扰时所述接收机接收小功率信号时,所述接收机的解调器DEM的信噪比;第二计算单元,用于测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;第三计算单元,用于根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得同频信号干扰的干扰噪声,包括:根据DS=SNRA-SNRB,得到干扰噪声DS,其中,所述SNRA为所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比,所述SNRB为实际运行时小功率信号的信噪比;第四计算单元,用于根据所述同频信号干扰的干扰噪声,通过功率叠加算法获取同频信号干扰的干扰功率。
8.根据权利要求7所述的接收机,其特征在于,所述第一计算单元,用于:测量接收机的温度t,根据所述t和预先存储的噪声系数NF,和总信噪比公式SNR=S-Nth,所述Nth是热噪声,计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比SNRA,其中,SNRA=SA-(10*log(k*t*b)+NF),k是波耳兹曼常数,t是绝对温度,b为等效噪声带宽,NF为噪声系数,SA是接收机的接收的小功率信号的功率。
9.根据权利要求7或8所述的接收机,其特征在于,所述第二计算单元,包括:第一测量单元,用于测量至少一组的接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB;第五计算单元,用于根据每一组的接收机的接收功率和信噪比,计算出每一组的所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;第一平均单元,用于将所述至少一组得到的所述实际运行时小功率信号的信噪比取平均,得到所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。
10.根据权利要求7或8所述的接收机,其特征在于,所述第二计算单元,包括:第二测量单元,用于测量一组接收机的接收功率和信噪比,得到(s1,snr1),(s2,snr2);第六计算单元,用于根据总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr1=s1/(x+y*s1),snr2=s2/(x+y*s2),其中x是信号无关噪声,y是信号相关噪声;根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr 2 - snr 1 ) * s 1 * s 2 ( s 2 - s 1 ) * snr 1 * snr 2 ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 2 - snr 1 ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa),所述SA是接收机接收的小功率信号的功率,所述sa是SA的线性标度。
11.根据权利要求7或8所述的接收机,其特征在于,所述第二计算单元,包括:第三测量单元,用于测量一组接收机的最小接收功率和信噪比及接收机的最大接收功率和信噪比,得到(s
min,snr
min),(s
max,snr
max);第七计算单元,用于根据所述总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr
min=s
min/(x+y*s
min),snr
max=s
max/(x+y*s
max);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr max - snr min ) * s min * s max ( s max - s min ) * snr min * snr max ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr min * snr max * ( s max - s min ) s min * s max * ( snr max - snr min ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa),x是信号无关噪声,y是信号相关噪声,SA是接收机接收的小功率信号的功率,sa是SA的线性标度,SNRB是所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。
12.根据权利要求11所述的接收机,其特征在于,所述第四计算单元,包括:根据同频干扰导致的总噪声等于热噪声和干扰噪声,得到功率叠加算法:
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>根据所述功率叠加算法,得到干扰功率:
I = 10 * log ( 10 Nth + DS 10 - 10 Nth 10 ) ]]>其中,Nth是热噪声,I是干扰功率,Nth+DS是同频干扰导致的总噪声。
技术领域本发明属于通信领域,尤其涉及一种测量同频信号干扰的方法及接收机。
背景技术微波系统在自由空间中传播信号,信号的传播受自由空间衰减、降雨衰减、大气吸收、多径衰减等影响。正常情况下,只有自由空间衰减和大气吸收衰减等常态衰减发生,此时到达接收机的信号功率远高于接收灵敏度功率(灵敏度功率定义为保证信号正常传输的最小接收功率,通常用导致系统误码率达到1E-6的接收功率来衡量灵敏度),系统可以正常工作;在恶劣的气候条件下,降雨衰减和多径衰减等非常态衰减也同时发生,此时接收功率会显著下降,当下降到接收灵敏度功率以下,系统将无法正常传输信号,系统进入不可用状态。为了尽量降低系统不可用的总时间,微波系统的链路规划者通常设计正常接收功率远高于灵敏度功率,并将正常接收功率高出灵敏度功率的部分称为衰落储备,其作用是用来对抗降雨、多径等恶劣条件下的非常态衰减。微波系统的灵敏度功率主要取决于系统本身的性能,但是当微波系统受到来自其它接收机的工作于同一频率的信号的干扰时,微波系统的灵敏度会发生恶化,此时微波系统的有效衰落储备降低,总可用度下降。因此作为微波网络规划者,希望知道当前的微波链路是否受到同频干扰,并评估此干扰是否在可接受范围。现有技术一中,发射机发射其工作频率的信号,接收机接收同一频率的信号;将正在工作的发射机设置为关闭,使其不再发射任何信号;此时接收机检测所述工作频率上的接收信号功率,如果检测到功率,则认为是来自其它接收机的信号功率,即同频干扰功率。此方法无法检测到小功率的干扰。由于成本的原因,微波系统的接收机可检测的最小接收功率通常在-90分贝毫瓦(DecibelReferencedxa0toxa0onexa0milliwatt,dBm)左右,更小功率的检测会导致成本显著上升。因此上述技术方案可以测量的最小干扰功率只能到-90dBm左右。而-90dBm的干扰检测能力常常是不够的,小于-90dBm的同频干扰也会导致微波系统灵敏度发生显著的恶化。同时,在现有技术二中,发射机发射其工作频率的信号,接收机接收同一频率的信号;将正在工作的发射机逐渐降低发射功率,此时接收机的接收功率也同时降低,同时系统逐渐产生误码。当接收机的误码率达到1E-6时,接收功率等于此时的实际灵敏度功率。通过判断此实际的灵敏度功率是否发生恶化,可知此时是否存在频率干扰,同时根据灵敏度恶化的多少,可以计算出干扰功率大小。所述方法中发射机需要具有较大的发射功率调节范围,如调节范围要大于40分贝(Decibel,dB),以实现通过调节发射机的发射功率,接收机的接收功率可以下降至灵敏度功率水平。而发射机实现40dB的功率调节范围,成本较高;同时所述方法通过观察系统误码率来判断是否达到接收灵敏度,观察误码率是一个比较耗时的过程,因此现有技术二中的测量时间比较长。
发明内容本发明实施例的目的在于提供的一种测量同频信号干扰的方法,所述方法解决了简便测量微波链路是否受到同频干扰,以及同频干扰功率。第一方面,一种测量同频信号干扰的方法,所述方法包括:测量接收机放大器AMP的温度,根据所述温度和预先存储的接收机的噪声系数计算无同频信号干扰时所述接收机接收小功率信号时,所述接收机的解调器DEM的信噪比;测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得同频信号干扰的干扰噪声;根据所述同频信号干扰的干扰噪声,通过功率叠加算法获取同频信号干扰的干扰功率。结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述测量接收机的温度,根据所述温度和预先存储的噪声系数计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比,包括:测量接收机的温度t,根据所述t和预先存储的噪声系数NF,和总信噪比公式SNR=S-Nth,计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比SNRA,其中,SNRA=SA-(10*log(k*t*b)+NF),k是波耳兹曼常数,t是绝对温度,b为等效噪声带宽,NF为噪声系数,SA是接收机的接收的小功率信号的功率。结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,所述测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比,包括:测量至少一组的接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB;根据每一组的接收机的接收功率和信噪比,计算出每一组的所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;将所述至少一组得到的所述实际运行时小功率信号的信噪比取平均,得到所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比,包括:测量一组接收机的接收功率和信噪比,得到(s1,snr1),(s2,snr2);根据总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr1=s1/(x+y*s1),snr2=s2/(x+y*s2),其中x是信号无关噪声,y是信号相关噪声;根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr 2 - snr 1 ) * s 1 * s 2 ( s 2 - s 1 ) * snr 1 * snr 2 ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 2 - snr 1 ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比,包括:测量一组接收机的最小接收功率和信噪比及接收机的最大接收功率和信噪比,得到(s
min,snr
min),(s
max,snr
max);根据所述总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr
min=s
min/(x+y*s
min),snr
max=s
max/(x+y*s
max);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr max - snr min ) * s min * s max ( s max - s min ) * snr min * snr max ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr min * snr max * ( s max - s min ) s min * s max * ( snr max - snr min ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式或者第一方面的第三种可能的实现方式或者第一方面的第四种可能的实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式中,所述根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得干扰噪声,包括:根据DS=SNRA-SNRB,得到干扰噪声DS。结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,所述根据所述干扰噪声,通过功率叠加算法获取干扰功率,包括:根据同频干扰导致的总噪声等于热噪声和干扰噪声,得到功率叠加算法:
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>根据所述功率叠加算法,得到干扰功率:
I = 10 * log ( 10 Nth + DS 10 - 10 Nth 10 ) ]]>其中,Nth是热噪声,I是干扰功率,Nth+DS是同频干扰导致的总噪声。第二方面,一种接收机,所述接收机包括:第一计算单元,用于测量接收机放大器AMP的温度,根据所述温度和预先存储的接收机的噪声系数计算无同频信号干扰时所述接收机接收小功率信号时,所述接收机的解调器DEM的信噪比;第二计算单元,用于测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;第三计算单元,用于根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得同频信号干扰的干扰噪声;第四计算单元,用于根据所述同频信号干扰的干扰噪声,通过功率叠加算法获取同频信号干扰的干扰功率。结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,所述第一计算单元,用于:测量接收机的温度t,根据所述t和预先存储的噪声系数NF,和总信噪比公式SNR=S-Nth,计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比SNRA,其中,SNRA=SA-(10*log(k*t*b)+NF),k是波耳兹曼常数,t是绝对温度,b为等效噪声带宽,NF为噪声系数,SA是接收机的接收的小功率信号的功率。结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式,在第二方面的第二种可能的实现方式中,所述第二计算单元,包括:第一测量单元,用于测量至少一组的接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB;第五计算单元,用于根据每一组的接收机的接收功率和信噪比,计算出每一组的所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;第一平均单元,用于将所述至少一组得到的所述实际运行时小功率信号的信噪比取平均,得到所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式,在第二方面的第三种可能的实现方式中,所述第二计算单元,包括:第二测量单元,用于测量一组接收机的接收功率和信噪比,得到(s1,snr1),(s2,snr2);第六计算单元,用于根据总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr1=s1/(x+y*s1),snr2=s2/(x+y*s2),其中x是信号无关噪声,y是信号相关噪声;根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr 2 - snr 1 ) * s 1 * s 2 ( s 2 - s 1 ) * snr 1 * snr 2 ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 2 - snr 1 ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式,在第二方面的第四种可能的实现方式中,所述第二计算单元,包括:第三测量单元,用于测量一组接收机的最小接收功率和信噪比及接收机的最大接收功率和信噪比,得到(s
min,snr
min),(s
max,snr
max);第七计算单元,用于根据所述总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr
min=s
min/(x+y*s
min),snr
max=s
max/(x+y*s
max);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr max - snr min ) * s min * s max ( s max - s min ) * snr min * snr max ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr min * snr max * ( s max - s min ) s min * s max * ( snr max - snr min ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式或者第二方面的第二种可能的实现方式或者第二方面的第三种可能的实现方式或者第二方面的第四种可能的实现方式,在第二方面的第五种可能的实现方式中,所述第三计算单元,包括:根据DS=SNRA-SNRB,得到干扰噪声DS。结合第二方面的第五种可能的实现方式,在第二方面的第六种可能的实现方式中,所述第四计算单元,包括:根据同频干扰导致的总噪声等于热噪声和干扰噪声,得到功率叠加算法:
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>根据所述功率叠加算法,得到干扰功率:
I = 10 * log ( 10 Nth + DS 10 - 10 Nth 10 ) ]]>其中,Nth是热噪声,I是干扰功率,Nth+DS是同频干扰导致的总噪声。
附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例一提供的一种测量同频信号干扰的方法流程图;图2是本发明实施例一提供的一种测量同频信号干扰的方法示意图;图3是本发明实施例一提供的一种测量同频信号干扰的方法示意图;图4是本发明实施例一提供的一种测量同频信号干扰的方法示意图;图5是本发明实施例一提供的一种测量同频信号干扰的方法示意图;图6是本发明实施例二提供的一种接收机的装置结构图;图7是本发明实施例二提供的一种接收机的装置结构图;图8是本发明实施例二提供的一种接收机的装置结构图;图9是本发明实施例二提供的一种接收机的装置结构图;图10是本发明实施例三提供的一种接收机的装置结构图。
具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。实施例一参考图1,图1是本发明实施例一提供的一种测量同频信号干扰的方法流程图。如图1所示,该方法包括以下步骤:步骤101,测量接收机放大器AMP的温度,根据所述温度和预先存储的接收机的噪声系数计算无同频信号干扰时所述接收机接收小功率信号时,所述接收机的解调器DEM的信噪比;其中,当接收机的接收信号是小功率信号时,所述接收机的DEM信噪比近似为信号无关噪声。具体的,在以下表述中,各物理量采用了两种标度方式,一种是线性标度,如功率单位mw,这种标度使用小写字母表示;另一种是分贝标度,如功率单位dBm,这种标度使用大写字母表示。举例:s表示线性标度的信号功率,单位mw;S表示分贝标度的信号功率,单位分dBm,两者之间的关系为:S=10*log(s)。微波传输系统中,接收机接收发射机发射的信号受到如下噪声的影响:热噪声;干扰信号噪声;系统内部噪声,包含:非线性噪声、相位噪声、模拟到数字转换(Analogxa0toxa0Digital,AD)采样量化噪声、正交幅度调制(QuadratureAmplitudexa0Modulation,QAM)中的同相分量和正交分量(Inphasexa0andxa0Quadrature,IQ)不平衡噪声非线性噪声包括发射机非线性噪声和接收机非线性噪声。发射机的非线性噪声主要来源于功放(Powerxa0Amplifer,PA),功率越高,非线性噪声越大。通过发射功率的适当回退,可以将PA的非线性噪声影响降到足够低以至忽略,因此主要考虑接收机的非线性噪声,接收机的非线性噪声来源于接收机中的各级放大器,接收机通常会通过自动增益控制单元(Automaticxa0Gainxa0Control,AGC)电路,控制各级放大器输入功率使放大器工作于线性区间,以维持总的非线性相对恒定且满足系统要求。非线性噪声的信噪比通常用三阶交调失真(Intermodulationdistortion,imd)来表示。相位噪声来自系统中的各级频率源,最终起作用的是加总的相位噪声,可以表示为:L(f)=a/(f^2),这是一个相位噪声曲线,它对信噪比的影响通过曲线的积分来评估。接收解调电路中的载波恢复环路对相位噪声起到滤波作用,最终的积分相位噪声信噪比等于ipn=4*a*(1/fc-1/fs),其中a是与相位噪声大小相关的系数,f是频率,fc是载波恢复环路的截止频率,fs是信号的符号带宽。AD采样量化噪声来源于接收机的数字AD采样,由于AD芯片采样位数有限,采样中要量化处理,采样后的数字信号值与被采样的模拟信号值之间的误差,成为量化噪声,其信噪比等于量化噪声信噪比(Signalxa0toxa0quantizationxa0noisexa0ratio,SQNR)=6.02*q,单位dB,其中q为AD的位数。以10位AD为例,量化噪声信噪比为:6.02*10=60.2dB。SQNR转换为线性标度单位,sqnr=10^(SQNR/10)。同相和正交分量(Inphasexa0andxa0Quadrature,IQ)不平衡是指在IQ调制时,I路信号与Q路信号由于路径不同,其幅度和相位产生的不一致,并由此导致调制信号在星座图上偏离理想位置,可用evm来衡量IQ不平衡导致的信噪比。热噪声,在经过接收机噪声因子f恶化以后,数值上等于k*t*b*f,其中k为波耳兹曼常数,t为绝对温度,b为等效噪声带宽,f为噪声因子,噪声因子与噪声系数NF的关系:噪声系数(Noisexa0Figure,NF)=10*logf。干扰噪声,来自系统外部,是未知的,设为i信号的总信噪比(signalxa0toxa0noisexa0ratio,snr),等于信号功率与上述噪声功率之和的比值:snr=s/(k*t*b*f+i+(1/imd+1/ipn+1/sqnr+1/evm)*s)。其中s为信号功率。将总噪声表示为与信号相关的部分和与信号无关的部分,分别为y*s,和x,其中y=1/imd+1/ipn+1/sqnr+1/evm,x=k*t*b*f+i,则总信噪比为:snr=s/(x+y*s),所述总信噪比为接收机的信噪比等式。可实现的,获取总噪声,所述总噪声为信号无关噪声x和信号相关噪声y*s,当无同频信号干扰时,所述信号无关噪声为热噪声k*t*b*f;测量接收机的温度t,根据所述t和预先存储的噪声系数NF,和总信噪比公式SNR=S-Nth,S=10*log(s),Nth=10*log(x+y*s)=10*log(k*t*b*f+i+y*s),当接收机接收的是小功率信号时,y*s近似为0,计算无同频信号干扰时,i=0,则计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比SNRA,其中,SNRA=SA-Nth,Nth=10*log(k*t*b*f)=10*log(k*t*b)+NF,k是波耳兹曼常数,t是绝对温度,b为等效噪声带宽,f为噪声因子,SA是接收机接收的小功率信号功率。当接收机接收的信号功率较小时,所述接收机的噪声近似为信号无关噪声,即为x+y*s≈x=k*t*b*f+i,记为小功率信号噪声,根据所述小功率信号噪声建立接收机的小功率信号信噪比等式,即为snrx=s/(x+y*s)≈s/x。在未受到同频干扰时,接收机的信噪比为snrx=s/(k*t*b*f),i=0,转换为dB标度单位,并设:Nth=10*log(k*t*b*f)。有:SNR=S-Nth。表明在小功率信号情况下,信号功率与信噪比存在1dB:1dB的变化关系,即信号功率每变化1dB,信噪比也变化1dB。它表示在二维图中,是一条正45°斜率的直线。当接收机接收的信号功率较大时,所述接收机的噪声近似为信号相关噪声,即为x+y*s≈y*s,记为大信号噪声,根据所述大信号噪声建立接收机的大信号信噪比等式,即为snry=s/(x+y*s)≈s/(y*s)。转换为dB标度单位:SNR=10*log(1/y),是一个与信号功率无关的常数。综合这两种情况,可将SNR与S之间的关系表示在一个二维图中,具体参考图2所示。具体的,小功率信号信噪比等式为snrx=s/(x+y*s)≈s/x=s/(k*t*b*f+i),在未受到同频干扰时,接收机的信噪比为snrx=s/(k*t*b*f),i=0,转换为dB标度单位,并设:Nth=10*log(k*t*b*f)。有:SNR=S-Nth。计算在一个小功率信号功率SA,如SA=-90dBm时,对应的信噪比SNRA,SNRA=SA-Nth=SA-10*log(k*t*b*f)=SA-10*log(k*t*b)-NF其中,SA取-90dBm;k和b为常数;t是温度,由TEMPxa0SENSOR检测并通知CONTROLxa0UNIT;NF是噪声系数,由CONTROLxa0UNIT从FLASH中读取。SNRA记为无同频信号干扰时的小功率信号信噪比。具体的,参考图3所示,如图3中,系统由发射机(Transmitter,TX)、发射端天线(Antenna,ANT)1、接收端天线ANT2、接收机(Receiver,RX)构成,发射机TX由调制器(Modulator,MOD)、衰减器(Attenuator,ATT)、放大器(Amplifier,AMP)1和通讯单元(Communicationxa0Unit,COMxa0UNIT)1构成,接收机RX由放大器AMP2、AGC、解调器(Demodulator,DEM)、温度传感器TEMPSENSOR、存储器FLASH、控制单元CONTROLxa0UNIT和通讯单元COMxa0UNIT2构成。发射机发射的信号通过ANT1经由自由空间传输到接收端,由接收天线ANT2接收并输送给接收机RX。发射机通过控制ATT的衰减,可以控制输出到天线的发射信号功率,典型情况下,发射功率调节范围23dB左右。功率控制信号由位于RX的CONTROLxa0UNIT发出,经由两个通讯单元COMxa0UNIT1和COMxa0UNIT2传递给ATT,实现功率控制。COMxa0UNIT1和COMxa0UNIT2的通讯可以通过系统的开销通道实现,也可以借助公共电话网络实现。作为可选功能,TX的实际发射功率可以经由通讯单元COMUNIT1和COMxa0UNIT2反馈给CONTROLxa0UNIT,以帮助监控TX的工作状态和实现故障判断。接收机RX的AGC具有功率检测功能,可以检测到天线ANT2输出给RX的信号功率,由接收信号强度指示(Receivedxa0Signalxa0Strengthxa0Indication,RSSI)通知CONTROLxa0UNIT。接收机RX的TEMPxa0SENSOR检测接收机内部的温度,并通知CONTROLUNIT。接收机RX的解调器DEM可以检测接收信号的信噪比,比如通过检测接收信号的均方误差,可以测量接收信号的信噪比,该信噪比信号送给CONTROLUNIT。接收机RX的噪声系数NF,通过在生产时测量并写入接收机RX的存储器FLASH,供CONTROLxa0UNIT读取使用。步骤102,测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;其中,所述接收功率是接收信号未经过放大的功率,即图2中天线ANT2接收的信号功率;所述信噪比可以是放大前或者放大后的接收信号的信噪比。可优选的,测量至少大于一组的接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB;根据每一组的接收机的接收功率和信噪比,计算出每一组的所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;将所述至少大于一组得到的至少大于一个的所述实际运行时小功率信号的信噪比取平均,得到所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。作为一种可优选的实施例,测量一组接收机的接收功率和信噪比,得到(s1,snr1),(s2,snr2);根据总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr1=s1/(x+y*s1),snr2=s2/(x+y*s2);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr 2 - snr 1 ) * s 1 * s 2 ( s 2 - s 1 ) * snr 1 * snr 2 ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 2 - snr 1 ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。具体的,假设CONTROLxa0UNIT控制TX发射一个大信号功率,RX测量接收功率,记为s1(单位mw),或者S1(单位dBm)。RX同时测量接收信号的信噪比,记为snr1(无单位),或者SNR1(单位dB),该测量点(S1,SNR1)标注在图4中(S1,SNR1)。假设CONTROLxa0UNIT控制TX发射一个小功率信号功率,RX测量接收功率,记为s2(单位mw),或者S2(单位dBm)。RX同时测量接收信号的信噪比,记为snr2(无单位),或者SNR2(单位dB),该测量点(S2,SNR2)标注在图4中(S2,SNR2)。根据所述接收机的信噪比等式,建立一组接收机的信噪比等式,即为snr1=s1/(x+y*s1)snr2=s2/(x+y*s2)具体的,从snr1=s1/(x+y*s1);snr2=s2/(x+y*s2)中可计算出x、y参数,并估计同样在小功率信号功率SA时的信噪比。在小功率信号条件,总噪声近似为信号无关噪声x,即根据所述小功率信号信噪比等式SNR=S-10*logx,根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 1 - snr 2 ) ) ]]>其中sa=10^(SA/10),所述SNRB为实际运行时小功率信号的信噪比。作为另一种可优选的实施例,测量一组接收机的最小接收功率和信噪比及接收机的最大接收功率和信噪比,得到(s
min,snr
min),(s
max,snr
max);根据所述总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr
min=s
min/(x+y*s
min),snr
max=s
max/(x+y*s
max);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr max - snr min ) * s min * s max ( s max - s min ) * snr min * snr max ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr min * snr max * ( s max - s min ) s min * s max * ( snr max - snr min ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。步骤103,根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得同频信号干扰的干扰噪声;具体的,根据DS=SNRA-SNRB,得到干扰噪声DS。步骤104,根据所述同频信号干扰的干扰噪声,通过功率叠加算法获取同频信号干扰的干扰功率。具体的,根据同频干扰导致的总噪声等于热噪声和干扰噪声,得到:
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>其中,Nth是热噪声,I是干扰功率,Nth+DS是同频干扰导致的总噪声。当接收机的功率为小功率信号功率时,接收机的噪声近似为热噪声和干扰信号噪声的叠加,根据所述叠加建立所述干扰信号的功率,及所述无干扰小功率信号信噪比和实际运行时小功率信号信噪比的差值的等式,并根据所述等式计算出干扰信号的功率。具体的,参考图5所示,在有干扰的情况下,理论的信噪比曲线将会由图5的曲线1降低DS到曲线2。在接收机的功率为小功率信号功率时,接收机的噪声近似为热噪声和干扰信号噪声的叠加,即为
![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="240"/>在干扰情况下,噪声的分贝标度值为Nth+DS,转换为线性标度为
![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="178"/>建立如下等式;
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>求解出干扰功率I为:
I = 10 * log ( 10 Nth + DS 10 - 10 Nth 10 ) ]]>由此等式计算出干扰功率I。本发明实施例中,假设最小检测的干扰取决于最小测量的DS,考虑到测量误差因素,实际测量的最小测量DS大约能达到1dB左右,假定信号的符号率为6Mb/s,噪声系数为5dB,则本发明实例提供的最小可测量的干扰功率为:I=10*log(10^(Nth+1)/10-10^(Nth/10))Nth=10*log(k*t*b*f)=10*log((1.38E-20)*(25+273.15)*(6E6))+5=-101dBmI=10*log(10^(-101+1)/10-10^(-101/10))=-107dBm所以,本发明实施例提供的最小可测量的干扰功率为-107dBm本发明中,需要两个测量点之间的SNR存在2dB以上的差异,以保证SNR-S曲线拟合精度。考虑一般情况,假设发射机发射最大功率时,接收机的接收功率位于-30到-55dBm区间,典型情况为-40dBm。此时由于信号功率较高,接收信号的信噪比主要取决于信号相关噪声,snr=1/y。对微波系统来说,此信噪比在36dB左右,即10*log(1/y)=36,y=2.5E-4。随着发射功率降低,接收功率也随之降低,信噪比减小。通过计算可知,SNR=S-10*log(k*t*b*f+y*s)=36dB-2dB=34dB,其中,根据y=2.5E-4,求出S=-63dBm;则典型的情况,本发明需要发射机具备功率调节范围为:-40-(-63)=23dB所以,本发明实施例提供的方法中只要求发射机的功率调节范围为23dB即可。另外,本发明需采集的测量数据是接收功率和信噪比,这两个测量都可以在秒级时间内完成,而不需要观察误码率,现有技术二中观察误码率需耗时几分钟至几十分钟。本发明实施例提供一种测量同频信号干扰的方法,所述方法通过测量温度和存储的噪声系数精确得到无同频信号干扰时小功率信号的信噪比;通过控制发射功率获得至少一组接收机的接收功率和信噪比,得到实际运行时小功率信号的信噪比;根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和实际运行时小功率信号的信噪比的差异,计算干扰功率。从而实现最小可测量的干扰功率为-107dBm;发射机具备功率调节范围为23dB;测量都可以在秒级时间内完成。实施例二参考图6,图6是本发明实施例二提供的一种接收机的装置结构图。如图6所示,该接收机包括以下单元:第一计算单元601,测量接收机放大器AMP的温度,根据所述温度和预先存储的接收机的噪声系数计算无同频信号干扰时所述接收机接收小功率信号时,所述接收机的解调器DEM的信噪比;其中,当接收机的接收信号是小功率信号时,所述接收机的DEM信噪比近似为信号无关噪声。具体的,所述第一计算单元601,用于:测量接收机的温度t,根据所述t和预先存储的噪声系数NF,和总信噪比公式SNR=S-Nth,计算无同频信号干扰时小功率信号的信噪比SNRA,其中,SNRA=SA-(10*log(k*t*b)+NF),k是波耳兹曼常数,t是绝对温度,b为等效噪声带宽,NF为噪声系数,SA是接收机的接收的小功率信号的功率。第二计算单元602,测量若干组接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB,根据所述若干组接收机的接收功率和信噪比计算所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;其中,所述接收功率是接收信号未经过放大的功率,即图2中天线ANT2接收的信号功率;所述信噪比可以是放大前或者放大后的接收信号的信噪比。可优选的,所述第二计算单元602包括第一测量单元701,第五计算单元702,第一平均单元703;所述第一测量单元701,用于测量至少大于一组的接收机的接收功率和信噪比,每一组包括两个信噪比和所述两个信噪比对应的接收功率,所述每一组的两个信噪比的差值等于或者大于2dB;所述五计算单元702,用于根据每一组的接收机的接收功率和信噪比,计算出每一组的所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比;所述第一平均单元703,用于将所述至少大于一组得到的至少大于一个的所述实际运行时小功率信号的信噪比取平均,得到所述接收机实际运行时小功率信号的信噪比。作为一种可优选的实施例,所述第二计算单元602包括第二测量单元801,第六计算单元802;所述第二测量单元801,用于测量一组接收机的接收功率和信噪比,得到(s1,snr1),(s2,snr2);所述第六计算单元802,用于根据总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr1=s1/(x+y*s1),snr2=s2/(x+y*s2),根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr 2 - snr 1 ) * s 1 * s 2 ( s 2 - s 1 ) * snr 1 * snr 2 ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr 1 * snr 2 * ( s 2 - s 1 ) s 1 * s 2 * ( snr 2 - snr 1 ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。作为另一种可优选的实施例,所述第二计算单元602包括第三测量单元901,第七计算单元902;所述第三测量单元901,用于测量一组接收机的最小接收功率和信噪比及接收机的最大接收功率和信噪比,得到(s
min,snr
min),(s
max,snr
max);所述第七计算单元902,用于根据所述总信噪比公式snr=s/(x+y*s),得到snr
min=s
min/(x+y*s
min),snr
max=s
max/(x+y*s
max);根据所述一组接收机的接收功率和信噪比,得到
x = ( snr max - snr min ) * s min * s max ( s max - s min ) * snr min * snr max ]]>根据SNRB=10*log(sa)-10*logx,得到
SNRB = 10 * log ( sa * snr min * snr max * ( s max - s min ) s min * s max * ( snr max - snr min ) ) ]]>其中,SA=10*log(sa)。第三计算单元603,第三计算单元,用于根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和所述实际运行时小功率信号的信噪比获得同频信号干扰的干扰噪声;具体的,根据DS=SNRA-SNRB,得到干扰噪声DS。第四计算单元604,用于根据所述同频信号干扰的干扰噪声,通过功率叠加算法获取同频信号干扰的干扰功率。具体的,根据同频干扰导致的总噪声等于热噪声和干扰噪声,得到功率叠加算法:
10 Nth 10 + 10 I 10 = 10 Nth + DS 10 ]]>根据所述功率叠加算法,得到干扰功率:
I = 10 * log ( 10 Nth + DS 10 - 10 Nth 10 ) ]]>其中,Nth是热噪声,I是干扰功率,Nth+DS是同频干扰导致的总噪声。本发明实施例中,假设最小检测的干扰取决于最小测量的DS,考虑到测量误差因素,实际测量的最小测量DS大约能达到1dB左右,假定信号的符号率为6Mb/s,噪声系数为5dB,则本发明实例提供的最小可测量的干扰功率为:I=10*log(10^(Nth+1)/10-10^(Nth/10))Nth=10*log(k*t*b*f)=10*log((1.38E-20)*(25+273.15)*(6E6))+5=-101dBmI=10*log(10^(-101+1)/10-10^(-101/10))=-107dBm所以,本发明实施例提供的最小可测量的干扰功率为-107dBm本发明中,需要两个测量点之间的SNR存在2dB以上的差异,以保证SNR-S曲线拟合精度。考虑一般情况,假设发射机发射最大功率时,接收机的接收功率位于-30到-55dBm区间,典型情况为-40dBm。此时由于信号功率较高,接收信号的信噪比主要取决于信号相关噪声,snr=1/y。对微波系统来说,此信噪比在36dB左右,即10*log(1/y)=36,y=2.5E-4。随着发射功率降低,接收功率也随之降低,信噪比减小。通过计算可知,SNR=S-10*log(k*t*b*f+y*s)=36dB-2dB=34dB,其中,根据y=2.5E-4,求出S=-63dBm;则典型的情况,本发明需要发射机具备功率调节范围为:-40-(-63)=23dB所以,本发明实施例提供的方法中只要求发射机的功率调节范围为23dB即可。另外,本发明需采集的测量数据是接收功率和信噪比,这两个测量都可以在秒级时间内完成,而不需要观察误码率,现有技术二中观察误码率需耗时几分钟至几十分钟。本发明实施例提供一种接收机,所述接收机通过测量温度和存储的噪声系数精确得到无同频信号干扰时小功率信号的信噪比;通过控制发射功率获得至少一组接收机的接收功率和信噪比,得到实际运行时小功率信号的信噪比;根据所述无同频信号干扰时小功率信号的信噪比和实际运行时小功率信号的信噪比的差异,计算干扰功率。从而实现最小可测量的干扰功率为-107dBm;发射机具备功率调节范围为23dB;测量都可以在秒级时间内完成。实施例三参考图10,图10是本发明实施例三提供的一种接收机的装置结构图。参考图10,图10是本发明实施例提供的一种接收机1000,本发明具体实施例并不对所述接收机的具体实现做限定。所述接收机1000包括:接收端天线ANT1001,放大器AMP1002、AGC1003、解调器(Demodulator,DEM)1004、温度传感器TEMPxa0SENSOR1005、存储器FLASH1006、控制单元CONTROLxa0UNIT1007和通讯单元COMxa0UNIT1008构成。所述接收端天线ANT1001接收发射机发送的信号并输送给接收机RX1000;接收机RX的AGC1003具有功率检测功能,可以检测到天线ANT1001输出给RX的信号功率,由接收信号强度指示(Receivedxa0Signalxa0Strengthxa0Indication,RSSI)通知CONTROLxa0UNIT1007。接收机RX的TEMPxa0SENSOR1005检测接收机内部的温度,并通知CONTROLUNIT1007。接收机RX的解调器DEM1004可以检测接收信号的信噪比,比如通过检测接收信号的均方误差,可以测量接收信号的信噪比,该信噪比信号送给CONTROLUNIT1007。接收机RX的噪声系数NF,通过在生产时测量并写入接收机RX的存储器FLASH1006,供CONTROLxa0UNIT1007读取使用。以上所述仅为本发明的优选实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明要求包含范围之内。