淺析TD-SCDMA誤差矢量幅度（EVM）測(cè)量

數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸是把基帶信號(hào)在發(fā)送端先經(jīng)過(guò)調(diào)制后，送到線路上傳輸，再在接收端進(jìn)行相應(yīng)解調(diào)后恢復(fù)出原來(lái)的基帶信號(hào)。在這個(gè)過(guò)程中調(diào)制器產(chǎn)生的調(diào)制誤差、射頻器件質(zhì)量、鎖相環(huán)(PLL)噪聲、PA失真效應(yīng)、熱噪聲以及調(diào)制器設(shè)計(jì)等都會(huì)產(chǎn)生誤差矢量(EVM)。EVM會(huì)對(duì)調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量都產(chǎn)生很大的影響，因此調(diào)制質(zhì)量測(cè)試項(xiàng)目是射頻測(cè)試中重要的組成部分之一。

一般對(duì)調(diào)制質(zhì)量有兩種衡量方法：波形質(zhì)量Rho(CDMA2000)和誤差矢量幅度EVM(TD-SCDMA 和WCDMA)。波形質(zhì)量是通過(guò)計(jì)算相關(guān)度的方法衡量整個(gè)信號(hào)由于調(diào)制誤差引起的能量損失;誤差矢量幅度(EVM)則通過(guò)測(cè)量誤差矢量反映調(diào)制質(zhì)量。

由于EVM是衡量總體調(diào)制質(zhì)量，因此還需進(jìn)行峰值碼域誤差測(cè)量(PCDE- Peak Code Domain Error)來(lái)進(jìn)一步分析影響調(diào)制質(zhì)量的因素。本期結(jié)合實(shí)際測(cè)試案例來(lái)談?wù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/TD-SCDMA">TD-SCDMA的EVM測(cè)試。

EVM(Error Vector Magnitude)是指測(cè)量波形與理想調(diào)制波形之間的矢量差。兩個(gè)調(diào)制波都通過(guò)滾降系數(shù)α =0.22，帶寬為1.28 MHz 的匹配根升余弦濾波器后，進(jìn)一步通過(guò)選擇頻率、絕對(duì)相位、絕對(duì)幅度及碼片時(shí)鐘定時(shí)進(jìn)行調(diào)制，使誤差向量最小。

調(diào)制信號(hào)可以表示為一個(gè)同相(I)分量與一個(gè)正交(Q)分量的矢量和，映射到星座圖上如下圖1所示。在星座圖上EVM直接表現(xiàn)為星座點(diǎn)的發(fā)散程度，如圖2所示。

圖1

圖2

其中，Perror：誤差向量平均功率(幅值)，Preference：參考信號(hào)平均功率(幅值)

根據(jù)3GPP TS 34.122 中的 5.7.1的測(cè)試要求，EVM 定義為誤差向量平均功率與參考信號(hào)平均功率之比的平方根，用百分?jǐn)?shù)表示。測(cè)量間隔為一個(gè)時(shí)隙。測(cè)試UE的誤差矢量幅度不超過(guò)17.5%，以避免超過(guò)指標(biāo)要求的EVM增加本信道上行鏈路的發(fā)射誤差。我們可按照下圖3所示搭建測(cè)試平臺(tái)并按測(cè)試步驟進(jìn)行測(cè)試。

圖3

測(cè)試步驟：

1) 設(shè)置UE的輸出功率達(dá)到最大;

2) 測(cè)試EVM;

3) 降低UE的功率為 -20 —— -19dBm之間;

4) 再測(cè)試EVM;

測(cè)試結(jié)果如圖4所示：

圖4

由上圖可以看到，綠色圖形即為測(cè)量的調(diào)制信號(hào)星座圖，X軸代表I路信號(hào)，Y軸代表Q路信號(hào)，信噪比SNR也是衡量EVM性能重要指標(biāo)。在測(cè)量EVM的同時(shí)也會(huì)測(cè)量PCDE，即測(cè)量信號(hào)的峰值碼域誤差。