概念辨析dBm.docx

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概念辨析dBm

概念辨析：

dBm, dBi, dBd, dB, dBc

戴辉

1、dBm

dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：

10lgP（功率值/1mw）。

[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：

10lg（40W/1mw）=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

2、dBi 和dBd

dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考基准不一样。

dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。

一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。

[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。

[例4] 0dBd=2.15dBi。

[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi）。

3、dB

dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：

10lg（甲功率/乙功率）

[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。

也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。

[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。

[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。

4、dBc

有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。

一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。

 在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。

 射频电平单位dBW、dBm、dBmV、dBμV的关系 

    当需要表示系统中的一个功率（或电压）时，可利用电平来表示。

系统中某一点的电平是指该点的功率（或电压）对某一基准功率（或电压）的分贝比 

显然，基准功率（即P=P0）的电平为零。

对同一个功率，选用不同基准功率P0（或电压U0）所得电平数值不同，后面要加上不同的单位。

    若以1W为基准功率，功率为P时，对应的电平为10 lg（P/1W），单位记为dBW（分贝瓦）。

例如功率为1W时，电平为0dBW；功率为 100W时，电平为20dBW；功率为100dBW时，对应的电平为

        已知系统中某点的电压，也可用dBW来表示该点的电平。

例如某输入端的电压为100mV，则其输入功率 

对应的电平为 

若以1mW为基准功率时，则功率为P时对应的电平为10lg（P/1mW），单位记为dBmW（分贝毫瓦）。

例如功率为1W时，电平为30dBm；功率为1mW时，电平为 

0dBm；功率为1uW时，电平为-30dBm；电压为1mV时，对应的功率 

对应的电平为 

若以1mV作为基准电压，则电压为U时对应的电平为20lg（U/1mV），单位记为dBmV（分贝毫伏）。

例如电压为1V时，对应的电平为60dBmV；电压为1uV时，对应的电平为-60 dBmV ；功率为1mW时，电压   

对应的电平为 

    若以1uV为基准电压，则电压为U时对应的电平为20lg（U/1uV），单位记为dBuV（分贝微伏）。

例如电压为1mV时，电平为60dBuV ；电压为100mV 时，电平为100dBuV ；功率为1mW时，电压 

对应的电平为：

 电平的四个单位dBW、dBm、dBmV、dBμV之间有一定的换算关系，表所示左边的原单位变换为上边的新单位时需要增加的数值。

    利用表可以方便地把电平由一种单位化为另一种单位。

例如要把115dBuV化为其它单位表示，可利用表中最后一行：

化为dBW时用第一列数-138.75，即用原来的数加-138.75得-23.75，说明115dBμV相当于-23.75dBW；类似地，115dBuV相当于115-108.75=6.25dBm；相当于115-60=55dBmV。

若把dBmV化为其它单位，则应用第三行；若把dBm化为其它单位，则应用第二行；若把dBW化为其它单位，则应用第一行等等。

 图和公式贴不上去，我发给站长，给你们补充。

［推荐］一个讨论了无数次的问题-三种CDMA系统扩频码的作用和区分，深入理解CDMA的设计思路（扩频和多址技术）！

在CDMA IS-95系统中用到的3种码－短码、长码和Walsh码。

有关这三种码各自在前反向信道中的作用是学习中的一个重点，也是CDMA理论模型的精华之一，同样也是咱们论坛上争论了好几个帖子，回复了无数个帖子的问题。

本文仅从扩频的角度来分析这三种码，试图给大家一个比较完整和清晰的认识（我尽量吧，有不明白的大家还是要问哦）。

为了搞清楚这几个问题，我们先要明确一个概念－直序列扩频通信。

直序列扩频通信系统

　　扩频通信是一种无线通信技术。

他所用的传送频带比任何用户的信息频带和数据速率都大许多倍。

用W表示传送带宽（单位为Hz），用R表示数据速率（单位为bit/s），W/R被称为扩展系数或处理增益。

W/R的值一般可以在一百到一百万的范围（20db~60db）。

讲到这里，不得不把香农老先生搬出来，这个人可是咱们现代通信理论的奠基人，严重的崇拜（可惜他的著作《信息论》咱实在是看不懂啊，汗！

）

香农容量公式（Shannon' scapacityequation），这个公式放在这里，人老先生费半天劲搞出来的，我们不去讨论其推算原理，只认为这是正确的。

哦，香农还指出这是在加性高斯白噪声的信道模型下的公式，基本上我们现在的移动通信就是用这个东东啦。

　　C=Blog2[1 + S/N] 

　　其中：

B为传送带宽（单位为Hz）； 

　　C为信道容量（单位为bit/s）； 

　　S/N为信号噪声功率比。

传统通信系统通常压缩信号速率至尽可能小的带宽信道进行传送，cdma系统则采用宽带信道传送信号，以获得处理增益，提高信道容量。

为什么哪？

根据香农公式，他老人家说增加信道带宽可以换取更高的信道容量或者是更低的信噪比，以提高收发双方通信的可靠性。

　　当一个用户以9600bps速率进行语音通信时，cdma的信道带宽是1,228,800hz，处理增益为1,228,800hz/9600=128=21dB。

以此推算，每当用户数增加一倍，信道处理增益下降3db，当用户数达到32个时，信噪比接近底线，达到单扇区容量极限。

实际上，cdma系统对单载波单扇区通话的用户数进行了限制，以确保系统处理增益可以保持在理想的水平。

　　发信者把需传送的低速数据与一组快速扩频序列合成后通过发射机发射出去，接收者从空中借口截取信息流后，用同一快速扩频序列进行解扩频，从而得到原始信息。

好，扩频的概念有了。

我们再接着往下看。

　　cdma系统通过码片（chip）来传输信号（signal），通常每一比特信息要占用几个码片。

所有用户共用cdma信道资源，每个用户拥有自己唯一的码型以区别于其他用户，用户使用自己的码型（code pattern）与一长组码片进行合成处理，从中恢复出传给自己的信息，而其他用户信息则被丢弃，保证了多用户通信的安全性。

　　cdma信道合成了三种不同的扩频序列以实现信息传递安全、稳定和独立行。

扩频序列很容易在收发双方间生成和合成，而不会耗费过多的处理资源。

扩频序列之一—沃尔什码（Walsh Codes）

　　沃尔什序列广泛的应用于cdma系统中。

沃尔什函数是相互正交（Mutual Orthogonality）的，以保证用户信号也是互相正交的。

因此对于前向链路，cdma系统是一个正交扩频系统，沃尔什序列可以消除或抑制多址干扰（MAI）。

理论上，如果在多址信道中信号是相互正交的，那么多址干扰可以减少至零。

然而实际上由于多径信号和来自其他小区的信号与所需信号是不同步的，共信道干扰不会为零。

异步到达的延迟和衰减的多径信号与同步到达的原始信号不是完全正交的，这些信号就带来了干扰。

来自其他小区的信号也不是同步或正交的，这也会导致干扰发生。

沃尔什序列在前向链路中用于复用目的，用来区分信道；在反向链路中，沃尔什码仅用作正交调制码。

扩频序列之二—伪随机序列（PN, Pseudorandom Noise），长PN和短PN

　　cdma系统中，伪随机序列（PN）用于数据的加扰和扩谱调制。

在传送数据之前，把数据序列转化成“随机的”，类似于噪声的形式，从而实现数据加扰。

接收机再用PN码把被加扰的序列恢复成原始数据序列。

　　需要指出的是，如果发送数据序列经过完全随机性的加扰，接收机就无法恢复原始序列。

换句话说，如果接收机知道如何恢复原始数据，发送的数据序列就不可能完全随机化。

因此，在实际cdma系统中使用的是一个足够随机的序列，一方面这个随机序列对非目标接收机是不可识别的，另一方面目标接收机能够识别并且很容易同步的产生这个随机序列。

所以把这种序列成为伪随机序列（PN）。

伪随机序列特性：

　　 1） 自身的完全相关 

     2） 移位近似正交

小结：

   所谓直序列扩频,是指把低速数据经过一定的方式扩展到较高的速率。

单纯从这个角度看问题,任何一种码在IS-95或CDMA2000-1X中,使传送的数据达到1.2288Mcps速率,都可以称为扩谱。

因此很多书或文章把WALSH,SHORT PN, LONG PN都经常说是起到了扩谱的作用。

需要注意的是，真正意义上的CDMA系统一个最基本的出发点或设计理念是：

必须保证任何在空中出现的信号都应该是象噪声一样,即使不能是真正意义上的噪声,也应该尽量接近噪声的特性。

大家都知道军队过桥一定不能齐步走.为什么,就是要乱七八糟,不要造成共震。

CDMA也一样,如果空中信号都是WALSH码,即使是有正交特性，但是仍旧会是有规律的信号,仍然无法彻底消除干扰，相互之间的干扰无法避免的,因为太有规律了。

所以我们绝对看不到只有纯粹的WALSH码的CDMA系统。

因此，从这个观点上来看，WALSH码不能是最终的扩频码。

LONG PN是伪随机码，符合CDMA要求信号近似为噪声的要求，但在前向信道,其速率远低于1.2288Mcps（经过抽取器降速），不能算是扩谱。

 在反向信道LONG PN的速率是1.2288Mcps，可以算是扩谱的作用。

 但仍然要注意的是LONG PN是在SHORT PN之前加入的，后面进一步被I/O两个支路的SHORT PN加以调制和处理，因此最终的信号出现是受SHORT PN控制的。

SHORT PN既满足了信号近似噪声的要求,同时速率也一直是1.2288Mcps（LONG PN在前向不是）,而且还提供了CDMA定时同步的功能（前／反向均有）。

因此说SHORT PN在IS-95和CDMA2000-1X中起扩谱的作用更接近于专业说法。

这里也有一个说法供大家参考。

“CDMA个人通信系统的扩频编码采用3层结构。

底层是正交扩频编码，码长64，提供CDMA信道，不同的正交码作为不同的信道。

但是，整个通信系统都使用这一组正交扩频码。

第2层是基站码，也是扩频编码（短PN）,不同的基站使用具有不同相位状态的扩频码。

第3层是移动用户码，一个用户一个，各不相同，它是由相当长的扩频码（长PN）加上移动用户自身代码（掩码）复合而成的。

这3层编码中，对通信特性影响最大的是底层正交扩频编码的选取。

“

同时SummerTiger给出的一个理解也放在这里供参考（我做了注释）：

从功能目的角度：

物理调制时起到扩频作用的特型码都可以被叫做扩频码（短PN）

从调制技术角度：

对通信特性影响最大的底层正交扩频编码更多地被强调（Walsh码）

看到这里我们逐渐的可以看出CDMA的扩频系统有三个目的，也就会出现三种扩频码：

正交化扩频：

使信号间彼此正交，由Walsh码完成；

噪声化或加扰“扩频”：

使得信号更像噪声，由长码（前向），短码（前反向，进一步使信号类似噪声）

调制扩频：

信号最终在调制之前编码，短码完成。

所以在CDMA通信系统中的扩频通信不是一步完成的，而是由这3个码序列共同完成的结果。

本文中所提到的很多说法和解释来源于众多热心朋友的发贴和回复，同时提出问题的朋友也对我们的讨论至关重要，Superlights深表感谢。

排名无分先后（我想到谁就写谁啦，漏掉了别骂我啊），顺便说一句“无线入门”现在已经成为咱们论坛技术讨论区第一大板块（324个主题，2157个回贴），离不开诸位热心朋友的大力支持和热心协助。

回想刚刚接手这个板块只有不到15个主题（还都是站长小强发的），十几个回贴，短短的几个月就发展成现在这个样子，同时最初的一些朋友已经从问一些简单的问题的初学者成长为可以为后来人解答问题的高手了，真是倍感欣慰。

大家一起努力吧！

概念辨析：

dBm, dBi, dBd, dB, dBc

1、dBm 

dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：

10lgP（功率值/1mw）。

[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：

10lg（40W/1mw）=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

2、dBi 和dBd 

dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 

但参考基准不一样。

dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子， 所以两者略有不同。

一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。

[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi （一般忽略小数位，为18dBi）。

[例4] 0dBd=2.15dBi

[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi）。

3、dB 

dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：

10lg（甲功率/乙功率）

[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。

 也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。

[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。

[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。

4、dBc

有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。

一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。

在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。

所谓相干，泛泛地说就是相互干扰；

相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。

比如原始信号 A 与载频 cos（ωt + θ） 调制后得到信号 Acos（ωt + θ）；

解调时引入相干（同频同相）的参考信号 cos（ωt + θ），则得到：

                                1 + cos（2ωt + 2θ）           Acos（2ωt + 2θ）

    Acos（ωt + θ）cos（ωt + θ） = A—————————— = A/2 + —————————

                                       2                           2

利用低通滤波器将高频信号滤除，即得原始信号 A。

因此相干解调需要接收机和载波同步；

而非相干解调不使用乘法器，不需要接收机和载波同步。

建议参看这里的基础知识，

PILOT_PN – 导引信号PN顺序偏置指针

基站应把这个字段设置成这个基站的导引信号PN顺序偏置以64PN

切片为单位

ACC_MSG_SEQ – 接入参数消息顺序号码

基站应把这个字段设置成ACC_CONFIG_SEQ 见6.6.2.2）

ACC_CHAN – 接入信道数量

基站应把这个字段设置成少于与寻呼信道相关的接入信道数量的值

NOM_PWR – 标称发送功率偏置

基站应把这个字段设置成移动台在开环功率估算中使用的校正系数

表达为两个以1dB为单位的互补值见TIA/EIA/3GPP2 C.S0005-A-1-

2）

INIT_PWR –接入的初始功率偏置

基站应把这个字段设置成移动台在开环功率估算中为在接入信道上初

始化传送所使用的校正系数表达为两个以1dB为单位的互补值见

TIA/EIA/3GPP2 C.S0005-A-1-2）

PWR_STEP – 功率增量

基站应把这个字段设置成一个移动台在连续接入探测之间按接入探测

顺序以1dB为单位增加的它们的发射功率值

NUM_STEP – 接入探测数量

基站应把这个字段设置成一个少于最大接入探测移动台按单一接入

探测顺序数量

MAX_CAP_SZ –最大接入信道消息舱尺寸

基站应在0到7的范围设置这个字段的值在接入信道消息舱中三个少

于最大的接入信道帧数量

PAM_SZ – 接入信道前置码长度

基站应把这个字段设置成一个少于接入信道帧数量的值该接入信道

帧是移动台在每个接入信道前置码中发射的

PSIST（0-9） – 接入超载等级0到9持续值

如果允许在接入超载等级0到9中的移动台在接入信道上发送请求基

站应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入

信道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111111’

PSIST（10） – 接入超载等级10 测移动台的持续值

如果允许在接入超载等级10中的移动台在接入信道上发送请求基站

应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入信

道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111’

PSIST（11） -接入超载等级11 紧急救援移动台的持续值

如果允许在接入超载等级11中的移动台在接入信道上发送请求基站

应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入信

道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111’

PSIST（12） -接入超载等级12的持续值

如果允许在接入超载等级12中的移动台在接入信道上发送请求基站

应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入信

道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111’

PSIST（13） - 接入超载等级13的持续值

如果允许在接入超载等级13中的移动台在接入信道上发送请求基站

应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入信

道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111’

PSIST（14） - 接入超载等级14的持续值

如果允许在接入超载等级14中的移动台在接入信道上发送请求基站

应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入信

道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111’

PSIST（15） -接入超载等级15的持续值

如果允许在接入超载等级15中的移动台在接入信道上发送请求基站

应把这个字段设置成使用的持续值如果不允许这种移动台在接入信

道上发送请求基站应把这个字段设置成‘111’

MSG_PSIST – 为消息发送接入信道试图的持续修改量

对这种打算移动台通过2 -MSG_PSIST增加它发送的可能性

改善基站上、下行链路电平和网络质量：

需采用基站放大器和双工塔顶放大器配套使用

、使用塔顶放大器提高基站灵敏度的理论基础

根据Fril’s 公式，串联系统的噪声系数有下述关系式成立：

其中：

G 表示系统增益，NF 表示系统噪声系数，

且：

NF=（Si/Ni）/（So/No），即系统输入信噪比与输出信噪比的比值，

则：

对于上图所示的多个系统串联在一起时，所形成的总系统的噪声系数NF 满足如下

关系式：

G1

NF1

G2

NF2

G3

NF3

Gn

NFn

OUT IN

、设备特点

l 可根据需要选择频段。

l 嵌入式NMS 能使操作人员观察和设置基站放大器的状态。

l 小型化设计，具有防尘、防水和防震的设计。

l 可通过空中接口操作。

l 可以应用于各种使用环境。

2、支持的数字蜂窝系统标准

l IS-95CDMA 数字蜂窝系统标准

l 支持第三代数字蜂窝系统标准

3、输入输出端口

l 输入接口RX

l 输出接口ANT

4、电源

l 塔顶放大器采用馈电方式

l 基站放大器：

DC –48V±1V

5、环境要求

l 工作温度：

-40℃～+55℃

l 储存温度：

-45℃～+60℃

l 相对湿度：

≤ 95％（无冷凝）

四、技术特点

² 重量轻，体积小

² 功率高，稳定性好，功率、增益连续可调

² 采用ALC 技术，输出电平连续可调，自动稳幅

² 噪声系数低

² 采用双工器方式，不需增加天馈线；

² 故障安全自动旁路、大信号旁路及告警

² 提供电源指示和输出功率高低告警指示，配套的告警，总电源分配各电源

² 安装方便

 具有旁路开关（功放模块故障旁路、基站停电旁路等）功能

²  雷击保护

微蜂窝网与全网的关系［转帖］

在全网中建立微蜂窝网，有两个基本原因，

（1）某些区域存在宏蜂窝网难以解决

或解决效果不好的情况（如宏蜂窝小区的交汇区域）；

（2）某些特殊区域使用宏蜂窝

网可能对环保有影响，且效益很低（如室内或地下区域及盲点或热点）。

宏蜂窝网和微

蜂窝网可同时接入一个移动交换中心（MSC），分别由相同或不同的网管系统操作和维

护，构成相对独立的GSM宏蜂窝网和微蜂窝网。

但对全网来讲，双方关系密切，在宏蜂

窝网建设到一定规模时，必然要进行网络优化，引入微蜂窝网是优化现有宏蜂窝网的最

佳方案之一。

在MSC的处理能力范围内，增加微蜂窝网可以解决现有宏蜂窝网的一些固

有缺陷：

（1）随着用户量增加和地域变化，无论设计多么精密的宏蜂窝网络规划，网

络都会产生大量的话务量热点区和射频盲区。

然而在有限的地域内，建立过密的宏蜂

窝小区会造成无线环境恶化，使网络指标下降；

（2）宏蜂窝基站收发信站（BTS）的

发射功率较高，覆盖范围大。

考虑到干扰保护比参数的限制，在对全网优化时，对频

率的选择要求非常高，降低了频率利用率，而现有的频率资源已非常缺乏；（3）宏蜂

窝设备造价较高，若网络优化时完全采用宏蜂窝设备，将会降低投资的回报率。

建立

微蜂窝网可以在吸收话务量、补充射频盲区、提高频率利用率及减少投资等方面对宏

蜂窝网起补充作用。

微蜂窝系统完全按照GSM规范设计，其设计思想与宏蜂窝系统基本

相同，熟悉GSM宏蜂窝系统的技术人员很容易理解和掌握微蜂窝技术。

从全网的角度出

发，可理解为：

宏蜂窝网覆盖的是面，微蜂窝网覆盖的是点；宏蜂窝网