在GPS接收机研发测试过程中，作为硬件射频工程师最关心的测试项目是传导载噪比C/N0（carrier-to-noise ratio）值，因为它是非常重要的参数指标，可以评估接收机端收到的卫星信号强度，反映硬件射频链路的质量，显示当前观测到哪些卫星SVID，关乎接收机定位性能等一系列关键指标。

其中  C是Carrier载波功率， N0是Noise power density噪声功率谱密度。

那么，C/N0的单位是什么？  这是要回答的第一个问题。

以某接收机界面为例，可以看到其卫星信号强度条显示的C/N0单位是dB-Hz。

接下来问的最多的一个问题便是，例如使用思博伦卫星导航模拟器GSS7000设置GPS L1 功率为-130dBm时，理论上接收机的最高C/N0可以是多少？

在回答这个问题前，我们会先介绍一些基础概念，为后面做好铺垫。

根据GPS 官方 ICD-GPS-200C其中提到了，GPS 卫星发射右旋圆极化信号L1 载波频率为1575.42MHz，假设在地面上观测最差的方向（卫星高度角为5度）时，卫星能保证的最低功率为-160dBW=-130dBm。   

这里需要提醒一下这个系统设计保证的最低功率是在无遮挡的情况下GPS 卫星功率， 如有树荫等遮挡情况下卫星功率肯定会更低，这就使得越低的跟踪灵敏度，接收机在弱信号下仍能持续工作有巨大的优势。

另外还值得注意的是，在户外开阔天空的环境下，接收机能收到的卫星C/N0可高达45~49 dB*Hz, 所以正常大多数情况下户外收到的真实GPS信号是远高于系统设计的-130dBm功率。

噪声功率谱密度N0 (Noise power density)与温度有关，在温度为290K时为 -174dBm/Hz。

因此

          

注意，dB分贝的功率相除时，就是直接相减。dBm的功率量纲相除后抵消只剩下dB*Hz单位，这个便回答了文章开头第一个问题。 

   

          

我们以常见GPS接收机系统拓扑为例计算C/N0， 可以很明显看出来，第一级的LNA前面的NF对整个系统影响作用很大，这里的设计就需要特别小心。如果走线太长或射频阻抗没做好，则线路的插损就需要考虑会直接降低最后C/N0.

   

作为GNSS技术测试领域全球领导者，思博伦的测试仪器提供极高的保真度，并且已经成为业界的质量基准，众多客户都在依靠思博伦的服务，确保其关键项目和计划能够得到全面的支持和成功的执行。

思博伦GSS7000卫星导航模拟器以业内极高的技术领先实现单表功率范围-65dBm ~ -170dBm，使用正确、精确、准确的模型实时生成各星座信号和导航数据，完全符合各ICD协议。高性能，可重复性和可控性以评估被测设备，满足PNT全产业链各种层次需求的测试验证。

结语

        

整个C/N0计算过程我们可以看出， N0完全取决于接收机的硬件设计噪声的抑制水平。

另外我们也会遇到一些传导测试时，将GSS7000射频输出直接接到DUT天线口C/N0远不如预期，存在的原因是该接收机的硬件设计将LNA前移集成到了天线上。 处理方法可以在射频传导线上串一个相同型号参数的LNA即可达到其真实户外工作的效果。

实践中可以发现不是每一颗卫星的C/N0都完全符合理论计算，这是多方面的因素影响。

比如每个卫星的输出功率实际会有所不同，卫星一直在高速运动到接收机的路径损耗，电离层对流层Path loss距离等一直在变化；

卫星发射天线以及接收机的天线在不同方向角度的增益有所不同；

不同信号体制的调制方式，频率，带宽等等都有所不同在C/N0的体现；

PCB电路板上的RF走线阻抗，滤波器插损，频率响应，LNA工作线性度，其他电路工作干扰屏蔽等等都会影响C/N0

关键词：C/N0,GPS,Noise，信号强度，GSS7000,dBm,硬件设计，天线，模拟器,ICD

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