第七章网络的灵敏度分析(1)

1 GPS接收机的灵敏度定义随着GPS应用范围的不断扩展，对GPS接收机的灵敏度要求也越来越高，高灵敏度的接收性能可以令接收机在室内或其它卫星信号较弱的场景下仍然能够实现定位和跟踪，大大拓展了GPS的使用范围。

作为GPS接收机最为重要的性能指标之一，高灵敏度一直是各个GPS接收模块孜孜以求的目标。

对于GPS接收系统而言，灵敏度指标包括多个场景下的指标，分别为：跟踪灵敏度、冷启动灵敏度、温启动灵敏度。

目前业界已经可以实现跟踪灵敏度在-160dBm以下，冷启动灵敏度和温启动灵敏度也分别可以达到-145dBm和-158dBm以下，其中冷启动灵敏度和温启动灵敏度分别表示的是在两种不同场景下的捕获灵敏度。

GPS接收机首先需要完成对卫星信号的捕捉，完成捕捉所需要的最低信号强度为捕捉灵敏度；在捕捉之后能够维持对卫星信号跟踪所需要的最低信号强度为跟踪灵敏度。

2 GPS接收模块的灵敏度性能分析从系统级的观点来看，GPS接收机的灵敏度主要由两个方面决定：一是接收机前端整个信号通路的增益及噪声性能，二是基带部分的算法性能。

其中，接收机前端决定了接收信号到达基带部分时的信噪比，而基带算法则决定了解调、捕捉、跟踪过程所能容忍的最小信噪比。

2.1接收机前端电路性能对灵敏度的影响GPS信号是从距地面20000km的LEO（Low Earth Orbit，低轨道卫星）卫星上发送到地面上来的，其L1频段（f L1=1575.42MHz）自由空间衰减为：（1）按照GPS系统设计指标，L1频段的C/A码信号的发射EIRP（Effective Isotropic Radiated Power，有效通量密度）为P=478.63W（26.8dBw）([1][2])，若大气层衰减为A=2.0dB，则GPS系统L1频段C/A码信号到达地面的强度为：（2）GPS ICD（Interface Control Document，接口控制文档）文件（[3]）中给出的GPS系统L1频段C/A码信号强度最小值为-160dBw，和上述结果一致。

接收灵敏度
Rx 是接收（ Receive ）的简称。

无线电波的传输是“有去无回”的，当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限。

接收灵敏度仍然用 dBm 表示，通常 WiFi 无线网络设备所标识的接收灵敏度（如 -83dBm) ，是指在 11Mbps 的速率下，误码率（ Bit Error Rate ）为 10 -5 (99.999%) 的灵敏度水平。

无线网络的接收灵敏度非常重要，例如，发射端的发射能量为 100mW 或 20dBm 时，如果 11Mb 速率下接收灵敏度为－ 83dBm ，理论上传输的无遮挡视距为 15Km ，而接收灵敏度为－ 77dBm 时，理论上传输的无遮挡视距仅为 15Km 的一半（ 7.5Km ），或者相当于发射端能量减少了 1/4 ，既相当于 25mW ，或 14dBm 。

因此在无线网络系统中提高接收端的接收灵敏度，相当于提高发射端的发射能量。

802.11b/g 要求的接收灵敏度如下：
调制方式 OFDM OFDM OFDM OFDM CCK CCK DQPSK DBPSK
传输速率 54 Mb/s 48 Mb/s 36 Mb/s 24 Mb/s 11 Mb/s 5.5 Mb/s 2 Mb/s 1 Mb/s
接收灵敏度
-68 -69 -75 -79 -83 -87 -91 -94 dBm (for BER =
10 -5 )
从表中看出 802.11b/g 对不同的速率要求不同的接收灵敏度，意味着接收端的信号强度越小，速率越低，直至无法接收。

由此看到，在无线网络系统中，提高接收端的接收灵敏度与提高发射端的发射功率同等重要。

什么是电路的灵敏度和动态响应电路的灵敏度和动态响应在电路理论中，灵敏度和动态响应是两个重要的概念。

它们与电路的性能和工作状态密切相关。

本文将详细介绍电路的灵敏度和动态响应，并探讨它们对电路设计和分析的影响。

一、电路的灵敏度电路的灵敏度指的是电路输出对于输入或某个参数变化的响应程度。

简单来说，灵敏度越高，输出对于变化的响应越大。

1. 灵敏度的定义假设一个电路系统可以用数学模型表示为Y = f(X)，其中X表示输入变量，Y表示输出变量，f表示系统的函数关系。

那么，对于X的微小变化ΔX，输出的变化ΔY可以表示为ΔY = SΔX，其中S表示灵敏度。

灵敏度通常是一个无单位的相对值，可以表示为绝对值或百分比。

2. 灵敏度的意义灵敏度的高低反映了电路对于输入变化的敏感程度。

灵敏度越高，说明电路对于输入的微小变化更加敏感，输出变化更大；反之，则反应较小。

在电路设计和分析中，灵敏度是一个重要的指标。

它可以帮助工程师评估电路的鲁棒性和稳定性，并指导参数调整和优化设计。

3. 灵敏度的计算方法灵敏度的计算方法因电路类型和参数变化而异。

一般来说，可以使用数值法、微分法或者符号法进行计算。

数值法是通过数值模拟和计算机仿真来获得灵敏度值。

微分法使用偏导数来计算灵敏度，适用于数学模型可微分的电路。

符号法利用电路元件的符号关系和电路的微分方程来计算灵敏度。

二、电路的动态响应电路的动态响应指的是电路在输入信号变化时的输出变化过程。

它描述了电路的响应速度和稳定性。

1. 动态响应的特点动态响应通常包括以下几个方面的特点：（1）上升时间：指输出信号从低电平到高电平的时间。

（2）下降时间：指输出信号从高电平到低电平的时间。

（3）峰值时间：指输出信号达到最大幅值的时间。

（4）超调量：指输出信号超过稳定值的幅值。

（5）振荡频率：指输出信号波形振荡的频率。

2. 动态响应的分析方法动态响应的分析可以采用时域分析和频域分析两种方法。

时域分析是通过观察电路的波形和信号变化过程来分析动态响应。

灵敏度分析在生化反应网络中的应用在生化反应网络中，灵敏度分析是一种常用的技术手段，它可以帮助研究者更好地理解生化反应网络的动态性质，从而为生物工程和治疗疾病等方面提供有价值的信息。

本文将详细介绍灵敏度分析在生化反应网络中的应用。

一、灵敏度分析的基本概念灵敏度分析是一个对系统响应和参数变化之间关系的定量分析方法。

其目标是评估模型输出与输入参数之间的联系、依赖关系和变化趋势，以及参数进一步变化将如何影响系统的状态和表现。

在生化反应网络中，这种分析可以帮助确定哪些参数对系统的稳定性、活性和适应性最具影响力，以及如何调整这些参数来提高系统性能。

二、灵敏度分析在生化反应网络模型中的应用在生化反应网络模型中，灵敏度分析可以被用来探索多种方面。

下面将详细介绍这些方面：1、参数灵敏度参数灵敏度是评估生化反应网络模型中单个参数对输出的影响程度。

参数灵敏度可以告诉我们哪些参数最能影响系统行为，这对研究者来说非常重要，因为它可以帮助他们更好地了解生命进程的调节方式。

例如，在研究细胞代谢网络时，了解哪些参数是关键的，能够帮助研究者获得系统的控制和优化。

2、时间灵敏度时间灵敏度是评估生化反应网络模型在时间变化上的灵敏度。

这种灵敏度分析可以帮助我们了解系统的延迟、响应时间和响应强度等变化，因此可以帮助研究者更好地理解系统的动态性质，从而更好地了解系统的发展和适应方式。

3、统计灵敏度统计灵敏度是评估生化反应网络模型输出变化与输入变化之间的关系和依赖程度。

它可以帮助我们更好地理解生理过程在不同条件下的表现方式。

例如，通过使用统计灵敏度分析，可以确定哪些蛋白质表达水平对细胞凋亡的调节最具影响力。

4、状态灵敏度状态灵敏度是评估生化反应网络模型输出的变化对状态变量的影响程度。

状态灵敏度可以帮助我们了解状态变量和输出之间的关系，这对于检测系统中的异常和其他重要性质非常重要，例如，在一些疾病的治疗中，通过调节某些物质的活性水平，可以帮助患者在情感和认知上更好地适应。

电网络第七章网络的灵敏度分析第七章网络的灵敏度分析网络的灵敏度分析是指对网络中各个节点或边的变化进行分析，以评估网络对这些变化的敏感程度。

通过灵敏度分析，我们能够更好地了解网络中的关键节点和关键边，从而为网络的优化设计和保护提供有力的支持。

本章将介绍网络的灵敏度分析方法和应用，并对其在实际网络中的价值进行探讨。

一、网络的灵敏度分析方法1.1 传统方法传统的网络灵敏度分析方法主要基于线性系统理论，通过计算网络在节点变化或边删除时的响应情况来评估网络的灵敏度。

其中，常用的方法包括雅可比矩阵法、拉普拉斯矩阵法等。

这些方法在对简单网络进行分析时较为有效，但在面对复杂网络时往往会遇到计算复杂性高、求解难度大等问题。

1.2 基于复杂网络理论的方法随着复杂网络理论的发展，越来越多的灵敏度分析方法基于复杂网络理论而提出。

这些方法可以更好地应对复杂网络的特点，包括节点之间的异质性、非线性关系等。

其中，常用的方法包括基于节点介数的方法、基于度中心性的方法、基于小世界网络理论的方法等。

二、网络的灵敏度分析应用2.1 网络优化设计灵敏度分析可以帮助我们识别网络中的关键节点和关键边，从而为网络的优化设计提供指导。

通过对网络的灵敏度进行分析，我们可以发现网络中的薄弱环节，针对这些薄弱环节进行改进，提高网络的鲁棒性和可靠性。

2.2 网络安全防护网络的灵敏度分析在网络安全防护中有着广泛的应用。

通过对网络的灵敏度进行分析，我们可以了解网络中的关键节点和关键边，当这些节点或边受到攻击或破坏时，网络的整体性能会受到较大的影响。

基于这些分析结果，我们可以采取相应的安全策略，加强对网络中的关键节点和关键边的保护，提高网络的抗攻击能力。

2.3 社交网络分析灵敏度分析在社交网络分析中也有着重要的应用。

社交网络中的节点代表人员，边代表人员之间的关系。

通过对社交网络的灵敏度进行分析，我们可以了解社交网络中的核心人物和关键关系，从而更好地理解社交网络的结构和特性，为社交网络的管理和决策提供参考。

第七章原子吸收与原子荧光光谱法1．解释下列名词：（1）原子吸收线和原子发射线；（2）宽带吸收和窄带吸收；（3）积分吸收和峰值吸收；（4）谱线的自然宽度和变宽；（5）谱线的热变宽和压力变宽；（6）石墨炉原子化法和氢化物发生原子化法；（7）光谱通带；（8）基体改进剂；（9）特征浓度和特征质量；（10）共振原子荧光和非共振原子荧光。

答：（1）原子吸收线是基态原子吸收一定辐射能后被激发跃迁到不同的较高能态产生的光谱线；原子发射线是基态原子吸收一定的能量（光能、电能或辐射能）后被激发跃迁到较高的能态，然后从较高的能态跃迁回到基态时产生的光谱线。

（2）分子或离子的吸收为宽带吸收；气态基态原子的吸收为窄带吸收。

（3）积分吸收是吸收线轮廓的内的总面积即吸收系数对频率的积分；峰值吸收是中心频率ν0两旁很窄（dν= 0）范围内的积分吸收。

（4）在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自然宽度；由各种因素引起的谱线宽度增加称为变宽。

（5）谱线的热变宽是由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽；压力变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子间相互碰撞产生的谱线变宽，与气体的压力有关，又称为压力变宽。

（6）以石墨管作为电阻发热体使试样中待测元素原子化的方法称为石墨炉原子化法；反应生成的挥发性氢化物在以电加热或火焰加热的石英管原子化器中的原子化称为氢化物发生原子化法。

（7）光谱通带是指单色器出射光束波长区间的宽度。

（8）基体改进剂是指能改变基体或被测定元素化合物的热稳定性以避免化学干扰的化学试剂。

（9）把能产生1％吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测定元素的质量浓度定义为元素的特征浓度；把能产生1％吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测定元素的质量定义为元素的特征质量。

（10）共振原子荧光是指气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长相同时产生的荧光；气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长不相同时产生的荧光称为非共振原子荧光。

第七章通讯系统1、SDH传输系统测试（参照JTG F80/2-2004编制）1、目的及范围：SDH传输系统是高速公路机电工程中一个非常重要的部分，它工作是否正常将直接影响到通信系统、收费系统、监控系统的运行，因此SDH系统测试是机电工程检测中至关重要的一环。

根据电信设备及网络所处的状态，SDH测试分为三大类：（1）单机测试：指单个网络单元测试，包括功能、物理参数验证等。

（2）系统测试：网络单元在互连情况下的系统指标测试，检查链路是否符合设计要求，如误码性能、网络管理、服务质量等。

（3）维护测试：系统已经开通，当网络的业务质量下降时，通常系统自身的检测系统能够给出网络哪部分失常，即系统能够进行自动的故障定位，但有时也需要利用仪表测试，进行故障判断。

本指导书所指的测试是系统测试，所检验的项目是《高速公路机电工程质量检验评定标准（试行）》Q/JTJT 002-2001中要求的，并不包括SDH 测试的全部内容。

2、检测项目：2.1 光接口测试:平均发送光功率、接收机灵敏度、系统接收功率等。

2.22M口误码测试：BER、ESR、SESR、BBER。

2.32M口抖动测试：输入抖动容限测试、输出抖动测试2.4网管、告警功能测试。

3、测试仪器3.1光接口测试:光功率计OLP-15B、衰耗器OLA-15、误码仪HP37717C。

3.2误码测试：误码仪HP37717C、光功率计OLP-15B。

3.3抖动测试：误码仪HP37717C。

4、测试方法及步骤：4.1光接口测试：4.1.1平均发送功率测试：a.按图连接光功率计。

b.打开光功率计电源，将档位打到dBm档。

c.等读数稳定后读出平均发送功率。

系统接收功率4.1.2a.将接收端光纤接到光功率计上b.将光功率计电源打开，打到dBm档c.等读数稳定后读出接收功率。

4.1.3接收机灵敏度2M支路a.按图将设备连接，将光衰耗器调到15dB左右。

b.打开电源，仪器开始自检。

c.自检完成后，误码仪应无误码。

第七章 网络的灵敏度分析第一节 灵敏度分析的意义p281第二节 灵敏度分析基本概念一．灵敏度 1．p281 定义 2．分类（1） 绝对灵敏度（微分灵敏度）（非归一化灵敏度）xTx T D x Tx ∆∆=∂∂=→∆0lim （式7－2－1） （2） 相对灵敏度（归一化灵敏度）xTx x TTx T T x S T x ln ln ∂∂=∂∂=∂∂=（式7－2－1） （3） 其他灵敏度表示法·xTx S Tx ∂∂=100 （参数变化百分之一时）·xTx S xT x S T x T x∂∠∂=∂∂=∠180100 ·半归一化灵敏度x Tx T xS T Tx ln 0∂∂=∂∂== xT x T T S x Tx ∂∂=∂∂==ln 10·多参数灵敏度（只能用于参数的微小变化） p282)(),(21x T x x x T T n ==)()(21)()()(0000x x H x x x x T x T x T T T --+-⋅∇=-=∆ 较高精度 其中：⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂∂∂=∆n x T x T x T T 21, 3．解析灵敏度公式 p283 （1）2121Tx Tx TT x S S S +=（2）)(121212121T x T x T T x S T S T T T S ++=+ 证明见“书”（3）Tx T xnS S n=（4）Tx T xS S -=1 （5）Tx Tx S S -=1（6）设)()()(ωθωωj e H j H = ，则)()()()(ωθωωωθxH x j H xS j S S += 证明：（补充）θθθθθθθθθθθθθθxH x H x j j H x j j j j j He xS j S xj x S x j He Hex S x e H x H e He x x He He x S j ⋅+=∂∂+=∂∂⋅⋅+=∂∂+∂∂=∂∂=)()( （7）T 是常量，0=Tx S 4．应用p284 例7－2－1（自己看）第三节 伴随网络法（Adjoint Network ）一．概念引入伴随网络目的（1）原网络N ：线性时不变网络，且内部不含独立源。