捋一下射頻設(shè)計中各種帶寬之間的區(qū)別

在射頻設(shè)計中，我們經(jīng)常會遇到各種各樣的帶寬相關(guān)的名詞，比如 IBW、OBW，CBW，RBW，VBW，IBW 等等，常常搞得人眼花繚亂。我們今天一起來捋一下他們之間的區(qū)別。

No.1 OBW & IBW

OBW這里有兩種含義，一種是Operation Bandwidth，即工作帶寬，是指一個通信系統(tǒng)的最大可工作的帶寬。 這個主要由射頻前端的收發(fā)濾波器或者收發(fā)雙工器決定。

通常情況下，這個帶寬也就是各個運營商所能夠用到的頻譜帶寬，比如在5G頻譜分配中，中國電信的3400MHz-3500MHz，100MHz帶寬，中國聯(lián)通，3500MHz-3600MHz，100MHz帶寬。中國移動2515MHz-2675MHz的160MHz帶寬和4800MHz-4900MHz的100MHz帶寬。

但由于中國電信和中國聯(lián)通聯(lián)合建設(shè)5G，所以中國電聯(lián)的AAU帶寬為3400MHz-3600MHz的200MHz帶寬。




OBW另一種含義是 Occupied Bandwidth，即占用帶寬，占用帶寬是在某些地區(qū)(如日本和美國)為設(shè)備指定的監(jiān)管要求。

它最初由ITU-R定義為最大帶寬，在此之外的排放不超過總排放的一定百分比。LTE的占用帶寬等于信道帶寬，在信道帶寬之外，最多允許1%的發(fā)射量(每邊0.5%)。



IBW即Instantaneous Bandwidth，瞬時帶寬，是指通信系統(tǒng)在瞬間可發(fā)射和接受信號的最大帶寬。

這個受數(shù)字采樣頻率和PA的工作帶寬限制：

1、PA是線性器件，如果頻帶太寬，其線性特性很難保證，一旦超過線性范圍，PA性能下降，峰均比嚴重；

2、RRU中的數(shù)字采樣一般有ADC完成，高精度的ADC十分昂貴，在低成本的前提下，IBW很難作的很寬。

這也是5G NR的AAU的一個重要指標。據(jù)說N在5G招標中的失利就與這個IBW有關(guān)。

中國電聯(lián)提出了苛刻的200MHz的IBW。


工作帶寬（OBW），瞬時帶寬（IBW）和占有帶寬（oBW）之間的關(guān)系可以總結(jié)如下：工作帶寬>=瞬時帶寬>=占有帶寬。

“比如，一款5G RRU支持的工作帶寬是400M，IBW是300M，OBW是200M，運營商可在這300M IBW的范圍內(nèi)靈活配置載波來發(fā)射信號，可以是連續(xù)的200M，也可以是不連續(xù)的幾塊，如100M+50M+50M，總之這些載波的帶寬之和不能大于200M的OBW，邊界跨度不能超過300M的IBW?！?br />


No.2 RBW & VBW

這兩個帶寬通常在測試儀器中出現(xiàn)，比如頻譜分析儀。 RBW即 Resolution Bandwidth，分辨率帶寬。 RBW決定了分辨率帶寬，而分辨率帶寬與儀器能探測到的最小帶寬有關(guān)。帶寬越小，光譜分辨率越高。

然而，顯示器更新所考慮的全頻率范圍的速度和頻率分辨率之間存在權(quán)衡，后者與區(qū)分緊密相連的頻率成分有關(guān)。

對于掃頻調(diào)諧的架構(gòu)，這種掃頻時間的關(guān)系是有用的:ST是掃頻時間(以秒為單位)，k是比例常數(shù)，跨度是所考慮的頻率范圍(以赫茲為單位)，RBW是分辨率帶寬(以赫茲為單位)。

它決定了射頻噪聲的底面以及兩個信號的距離有多近，并且仍然可以被分析儀分解成兩個單獨的峰值。降低RBW濾波器的帶寬會降低測量噪聲底，反之亦然。

這是由于較高的RBW濾波器比較低帶寬的RBW濾波器通過包絡(luò)檢波器的頻率成分更多，因此較高的RBW會導致較高的測量噪聲下限。



VBW即Video Band Wdth，顯示帶寬。

平均或峰值檢測然后指的是設(shè)備的數(shù)字存儲部分如何記錄樣本，它采取幾個樣本每時間步和只存儲一個樣本，要么樣本的平均值或最高的一個。視頻帶寬決定了區(qū)分兩個不同功率級別的能力。

這是因為較窄的VBW可以消除檢測器輸出中的噪聲。這個濾波器是用來通過消除包絡(luò)線的噪聲來平滑顯示的。

與RBW相似，當VBW小于RBW時，VBW會影響顯示的掃描時間。

當VBW小于RBW時，這種掃描時間的關(guān)系是有用的。



RBW，分辨率帶寬，有人也叫參考帶寬，表示測試的是多大帶寬的功率，如測試一GSM2W干放滿功率單載波輸出時，RBW設(shè)為100KHz時測得30dBm，設(shè)為200KHz測得33dBm。

RBW實際上是頻譜儀內(nèi)部濾波器的帶寬，（是中頻濾波器的3dB帶寬），設(shè)置它的大小，能決定是否能把兩個相臨很近的信號分開。

它的設(shè)置對測試結(jié)果是有影響的。

只有設(shè)置RBW大于或等于工作帶寬時，讀數(shù)才準確，但是如果信號太弱，頻譜儀則無法分辨信號，此時即使RBW大于工作帶寬讀數(shù)也會不準。

VBW，視頻帶寬，表示測試的精度，越小精度越高，如將VBW設(shè)為100KHz，表示每隔100KHz取一個樣測試其電平，因此可以看到VBW設(shè)置越小其測試曲線越光滑。

VBW是峰值檢波后濾波器帶寬，主要是使測試信號更加圓滑。也是3dB帶寬。別的廠家有6dB帶寬的。

RBW要比VBW重要得多。 一般安捷倫推薦VBW<0.01RBW.但很多實驗表明VBW=0.1RBW最合理。

RBW是解析帶寬，VBW是視頻帶寬。RBW不要超過SPAN的十分之一，VBW可以設(shè)置為自動，如果信號比較弱的情況下，可以將VBW減小。

前面介紹的OBW和IBW時通信系統(tǒng)的工作指標，而后者RBW和VBW是測試儀器用到的分辨率和顯示帶寬。

雖然在射頻設(shè)計中，我們經(jīng)常碰到，但還是要注意區(qū)分。

當然除了文中提到的，還有載波帶寬CBW，中頻帶寬IFBW（IBW），相對帶寬和絕對帶寬。

審核編輯：劉清