为什么GPS接收器比GSM或WiFi接收器更灵敏？

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有几个因素在起作用。

首先，Olin表示信号带宽和数据速率不同。

信息理论的基本规则是，您可以通过数据通道传输的最大数据量取决于信道带宽和信噪比。看到 香农 - 哈特利理论 详情。

这意味着如果您具有较低的数据速率或较宽的通道，则可以应对更高的信噪比。

GPS导航消息通过大约20MHz宽的信道以每秒50比特的速度发送数据。 WiFi 802.11n试图通过20MHz宽的信道获得72Mb / s或大约100万倍的数据。

这表明GPS可以应对比WiFi低得多的信号电平

但这只会告诉你理论上可行的是什么，而不是如何实现它。

GPS信号非常可预测。每个卫星正在广播一个伪随机数据序列，该序列每毫秒重复一次，然后每隔20ms将数据加到其上。 GPS接收器知道这种模式是什么，并在背景噪声中寻找它。它通过猜测信号的时序然后移动这个预期的时间直到预期信号和接收信号之间的相关性最大化来实现这一点。通过这样做，GPS接收器可以有效地找到比随机背景噪声弱的信号。

这有一个额外的好处，因为信号是随机的，它看起来像噪声，除非你正在寻找它。这意味着所有卫星可以在同一频率上同时广播而不会相互干扰。

该系统的另一个优点是GPS接收器感兴趣的主要信息是接收信号的精确定时。通过最大化预期信号和实际信号之间的相关性，您可以获得确定精确信号时序的非常稳健和准确的方法。

— Andrew
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所以你说两个接收器的灵敏度差异是因为数据速率和内容的可预测性而不是带宽，因为gps信号的带宽与wifi的带宽相同而且大于gsm。我的理解是正确的吗？
— Amit Maurya
对于GPS和WiFi的具体示例是，带宽大致相同，只有数据速率不同。尽管GPS的带宽有点模糊，但您可以使用10MHz或更低的带宽轻松选择民用信号，但信号在技术上更宽。然后新的/军事信号以不同的方式在能量上传播能量。然而，无论你如何解决这个问题，乐队的宽度总是介于WiFi宽度的1/2到2倍之间。鉴于百万数据速率差异的因素足够接近于考虑相同。
— Andrew
带宽/数据速率/ SNR关系纯粹是给定带宽和SNR的最大可能数据速率的理论规则。重复性不会改变理论上可以实现的任何方式，它纯粹是用于在现实世界系统中实现该性能的方法。 GPS与其他无线电系统的性能明显不同，因为它采用了截然不同的操作方法。
— Andrew
使用Shannon-Hartley定理，即使SNR为负但BW足够高，接收器也可以读取信号。这背后的直觉是什么？我的意思是如果噪声幅度大于信号，信号如何被读取？
— Amit Maurya
噪声是随机的并且会平均，因此如果您使用允许平均或相关的调制系统，则可以拾取低于噪声的信号。这样，噪声平均为零，但信号没有。这通常意味着您需要重复且可预测的信号。如果信号是重复且可预测的，那么它传输数据的能力就会大大降低。这一切都与数学理论非常吻合。
— Andrew
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信号带宽，一个。

GPS接收器从卫星获得的数据远远少于同时流式电话通话。这允许RF带宽用于获得更高的信噪比。

— Olin Lathrop
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您能否详细说明带宽如何影响接收器的灵敏度？
— Amit Maurya
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