談?wù)劅o線通信中的 “xBW”

一、OBW篇

因為是縮寫字母，所以常常會有一個縮寫字母代表2種含義，OBW這個縮寫就是擁有2種意思。

1）OBW一種含義是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。



2）OBW另外一種含義是Occupied BandWidth（定義通信設(shè)備整個信道發(fā)出來的能量占用的寬度）表示單個載波占用的有效帶寬。

它是以指定頻率為中心的帶寬段，占據(jù)了傳輸頻譜總功率的99%。 當(dāng)射頻模塊同時傳輸多個載波時，有效帶寬是同時傳輸在同一射頻通道上的多個載波占用的有效帶寬之和。

在頻譜中，這些載波可以是連續(xù)的或不連續(xù)的。 比如，一款5G RRU支持的OBW是200M，運營商可以靈活配置的多個載波來發(fā)射信號，可以占用連續(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。

二、IBW篇

IBW的全稱是Instantaneous BandWidth，意為瞬時帶寬，指射頻模塊可以同時接收或傳輸信號的頻帶。它決定了載波在工作帶寬內(nèi)的頻譜范圍，是衡量RF模塊支持不連續(xù)頻譜能力的主要指標(biāo)。 IBW主要受功率放大器（PA）的工作帶寬和RF模塊的數(shù)字采樣頻率的限制。

原因如下：

1) PA是一個線性器件。如果頻帶太寬，則無法保證其線性性能。載波組合后，信號的峰均比增加。一旦峰均比超過線性范圍，PA性能就會下降，RF模塊性能就會下降。

PA是通信系統(tǒng)中用于放大信號功率的關(guān)鍵組件。PA的線性特性是指它在一定輸入功率范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生線性的輸出，不引入失真或非線性失真很小。當(dāng)信號的帶寬變得非常寬時，PA可能會更難以保持線性特性。

較寬的信號帶寬可能導(dǎo)致PA在其線性范圍之外的高功率區(qū)域工作，這可能引入非線性失真，例如互調(diào)失真和截止失真。這些失真會降低系統(tǒng)性能，包括信噪比和誤碼率。

因此，在設(shè)計通信系統(tǒng)時，需要仔細考慮信號帶寬以及PA的線性特性，以確保它們的協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

2) RF模塊的數(shù)字采樣通常由高頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）執(zhí)行。高精度ADC非常昂貴，考慮到成本，很難拓寬IBW。

數(shù)字通信系統(tǒng)通常使用ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）來將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。ADC的性能與采樣頻率密切相關(guān)。高采樣頻率的ADC可以處理更寬帶寬的信號，但通常會更昂貴。

在實際應(yīng)用中，通信系統(tǒng)需要在采樣頻率和帶寬之間進行權(quán)衡。較低的采樣頻率可能會限制系統(tǒng)的IBW，因為它將無法準(zhǔn)確捕獲更高頻率的信號分量。

在低成本通信系統(tǒng)中，通常會使用經(jīng)濟實惠的ADC，這可能會導(dǎo)致IBW受到限制。因此，工程師需要在成本和性能之間做出合適的選擇，以滿足特定應(yīng)用的要求。



總結(jié)一下：工作帶寬（OBW），瞬時帶寬（IBW）和占有帶寬（OBW）之間的關(guān)系：工作帶寬>=瞬時帶寬>=占有帶寬。

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下面我們再說RBW和VBW。 RBW（Resolution Bandwidth）和VBW（Video Bandwidth）是頻譜分析儀中兩個不同的參數(shù)，它們在測量和顯示頻譜圖時具有不同的作用，但它們之間也存在一定的關(guān)系。這兩個參數(shù)的關(guān)系可以影響頻譜分析的結(jié)果和可視化。

三、RBW篇

RBW（Resolution Bandwidth）分辨率帶寬，中頻濾波器的3dB帶寬。RBW決定了頻譜分辨率，即您能夠分辨信號中不同頻率分量的能力。 較小的RBW值表示更高的頻譜分辨率，能夠更精確地分辨頻率分量。RBW通常以Hz為單位表示。



對于兩個頻率間隔很近的信號時，如果設(shè)置的RBW較寬可能無法區(qū)分兩個信號，我們通過減小RBW可以分辨出兩個信號。



但是這樣也帶來一個問題，時間問題，RBW變小了，時間變長了。從公式也可以看出來,實在理解不了想想奈奎斯特采用定理，換個思維。





四、VBW篇

VBW（Video Bandwidth）是用于顯示頻譜圖形的參數(shù)，影響頻譜圖的平滑度和可讀性，但不影響頻譜分辨率。

較小的VBW值會平滑頻譜圖，減少圖形中的噪聲和抖動，使頻譜圖更容易閱讀。

VBW通常以Hz為單位表示。





問題來了：

1）保持RBW不變的情況下，降低VBW對頻譜測試有什么影響呢？

如果我們考慮頻譜儀端連接到一個50歐姆的負載，那么當(dāng)前頻譜儀所顯示的是自身產(chǎn)生的底噪聲。 此時，視頻濾波器位于包絡(luò)檢波器之后，用于過濾寬帶噪聲的包絡(luò)信號。

需要強調(diào)的是，這個包絡(luò)信號的帶寬相對較小，它代表了噪聲的包絡(luò)，而不是原始噪聲信號，因此其頻譜非常平坦，類似于白噪聲功率譜。

然而，需要注意的是，背景噪聲在任何情況下都存在，即使在包絡(luò)信號中也不例外。

隨著逐漸減小VBW（視頻帶寬），我們逐漸濾除了疊加在包絡(luò)信號上的一部分背景噪聲。

因此，底噪的輪廓線逐漸變得更加平滑。值得指出的是，通常不會將VBW設(shè)置得太小，以確保其仍然大于包絡(luò)信號的帶寬，這樣就不會影響測量到的底噪水平，因為包絡(luò)信號不會被過濾掉。

2）那么，是不是任意降低VBW，都不會降低底噪聲呢？

其實這么講是不合理的，因為寬帶噪聲的包絡(luò)信號有一定的帶寬，如果VBW小于包絡(luò)信號的帶寬，則顯示的底噪聲勢必會降低。

審核編輯：劉清