原啟人

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在計算無線系統的可靠度時，基本上至少會用到發射功率、接收靈敏度及距離這三個數據。而其中的接收靈敏度係建立在系統雜訊之上，一旦雜訊準位比系統雜訊理論值為高時，接收靈敏度將隨之劣化。因此在計算無線系統的可靠度時，必需先釐清接收端的雜訊值為多少？

 

理論上通訊系統雜訊值為：

 N = 10log(KTB )……式一

   K：波次曼常數 1.38 x 10^-23

   T：絕對溫度，室溫27℃為絕對溫度300度

   B：工作頻寬，單位為Hz

 

 將上式單位換算為dBm，並代上全部數據，則可得：

N(dBm) =  10logK + 10logT + 10logB +30

          =  -174 + 10logB……式二

 

以GSM系統為例，將頻寬200KHz代入上式，即可得系統雜訊準位為：

         -174 + 10log(2 x 10⁵) = -121dBm……式三

 

假設一GSM基地台的發射機雜訊輸出值為-36dBm，接收機12dB SINAD靈敏度為-108dBm，則基地台雙工器隔離度至少需為：

    -108 – 12 = -120dBm……式四

    -36 – (-120) = 84dB……式五

 

一般800MHz以上的帶通雙工器可輕易的做到90dB以上的隔離度，因此對目前的行動通訊系統來說，發射機的輸出雜訊並不會對接收機靈敏度造成影響。但對於500MHz以下甚至是150MHz以下的無線通訊系統來說，由於雙工器多採陷波型濾波器，再加上隔離度不易建立，因此發射機輸出雜訊往往會嚴重劣化接收靈敏度。

 

以150MHz頻段的12.5KHz系統為例，假設發射機發射功率為40w，雜訊抑制度為70dB；接收機12dB SINAD靈敏度為-118dBm，則雙工器隔離度需為：

-118 – 12 = -130dBm……接收機端雜訊準位要求

46 – 70 - (-120) = 96dB

 

12.5KHz系統的雜訊準位理論值為：

-174 + 10log(12500) = -133dBm

因此理論上雙工器隔離度應該在99dB以上，但實際上雙陷波型雙工器無法做到如此高的隔離度。所以在全雙工模式或中繼模式情況下，500MHz以下頻段的12.5KHz或25KHz系統接收靈敏度都會大幅劣化至少6dB。這也就是為什麼收/發非同時的半雙工模式涵蓋半徑會遠大於收/發同時的全雙工模式或中繼模式的原因。

 

在空間允許情況下，為避免雙工器隔離度不足造成接收靈敏度劣化，一般會採用收/發雙天線且採垂直安裝方式來增加兩天線間的隔離度。但無論是採雙天線或雙陷波型雙工器，只要是同頻段的兩系統共站，即需在發射機輸出端加裝一帶通濾波器以抑制雜訊輸出強度，否則發射雜訊即會劣化彼此的接收靈敏度。