1.1.1.1 EVM

對于一些恒包絡的調(diào)制方案，比如GSM移動通信系統(tǒng)中的GMSK(Gauss Minimum Shift Keying:高斯最小頻移鍵控)，相位誤差和頻差被作為衡量調(diào)制精度的指標，然而對于3G中普遍采用的QPSK來說，是一種非恒包絡調(diào)制，以上兩項指標就不足以反映調(diào)制精度，因為這種調(diào)制方式使得信號除了相位上有誤

[5] 差以外，幅度上也會有誤差。

所以，對于非恒包絡調(diào)制精度，一種可以全面衡量信號幅度誤差和相位誤差的指標誤差矢量幅度(EVM:Error Vector Magnitude)被提出來了，EVM是反映測量信號和參考信號的誤差的一個指標，在星座圖上誤差矢量很清楚的反映了信號的損傷，可以通過比較測量信號矢量Z和參考信號矢量R得到的誤差矢量E來評估，然后用上面提到的那些調(diào)制域測量的指標去分析并解決發(fā)射機設計中的問題，如下圖。

圖1誤差矢量信號定義示意圖

EVM定義為誤差矢量信號平均功率的平方根值和參考信號平均功率的平方根值之間的比值，實際也就是誤差矢量信號和參考信號的均方根值(RMS:Root Mean Square)之間的比值，并把這種比值以百分比的形式表示。假設測量信號為Z，參考信號表示為R，則EVM的計算公式如下:

RMS(E)RMS(Z,R) EVM,,，100%RMS(R)RMS(R)

式中測量信號Z就是實際測到的發(fā)射機發(fā)射的信號，參考信號R是對發(fā)射機信號用理想接收機接收并經(jīng)過理想的解調(diào)和理想的再調(diào)制得到的。測量信號Z和參考信號R都要經(jīng)過頻差、絕對相位和幅度、時鐘的修正。

1. IQ信號的幅度誤差和相位誤差

上節(jié)介紹的EVM反映了測量信號和參考信號的誤差情況，其中涵蓋了IQ信號的幅度誤差和相位誤差，但是有時候分析問題時需要分別考察IQ信號的幅度誤差和相位誤差。

幅度誤差定義為測量信號和參考信號幅度之差的均方根值與參考信號幅度的均方根值之間的比值，并以百分比的形式表示，計算公式如下:

RMS(Z,R) MagnitudeError,，100%RMS(R)

相位誤差定義為測量信號和參考信號相位之差的均方根值，計算公式如下:

PhaseError,RMS(phase(Z),phase(R))

這里要強調(diào)的一點是，這里定義的IQ信號的幅度誤差和相位誤差與誤差矢量信號的幅度和相位是不同的概念，這一點從定義式和參見圖1中都可以看出來。

2. PCDE

CDE(Code Domain Error:碼域功率誤差)和EVM都是反映信號質(zhì)量的指標，只是EVM反映的是各個碼道疊加后的復合信號的質(zhì)量情況，而CDE反映的是誤差信號功率在各個碼道分布情況，PCDE(Peak Code Domain Error:峰值碼域功率誤差)則反映了誤差功率最大的那個碼道的誤差信號功率。

CDE定義為誤差矢量功率映射到指定擴頻因子的碼域，并與參考信號功率做

[15][16]比，再把這個比值表示為dB的形式。PCDE定義為CDE的最大值。假設

ei誤差矢量E映射到第個碼道上為，則CDE和PCDE的定義式分別如下: i

2(RMSe)i CDE,10log,i,1~Ki2(RMSR)

PCDE,max(CDE),i,1~K i

K其中，為一個時隙的最大碼道數(shù)。

3. 直流偏置(DC Offset)

由于電路不理想等原因，接收機模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)會引入一定的直流分量，這種直流分量會影響信號的解調(diào)判決，所以要想辦法消除。假設理想的IQ信號

C,C，jC為R(k),I(k)，jQ(k)，如果疊加上直流分量后，信號變?yōu)?/span>00_r0_i

，，，，Z(k),I(k)，C，jQ(k)，C，直流偏置定義為: 0_r0_i

C0 DCoffset,，20log()，，RMSRk()

4. 頻率誤差

頻差指的是發(fā)射機上變頻使用的本振和測量設備下變頻使用的本振的頻率差異，這種頻差在測量EVM等指標時要從中去除，并和EVM一起作為測試指標列出來。在實際通信過程中，終端和基站之間的載波一樣會有頻差，基站通過AFC(Automatic Frequency Control)來調(diào)整終端的載頻，從而減小頻差，如果頻差太大會導致信號根本無法解調(diào)。

實際上，這種頻差信息是包含在經(jīng)測試設備下變頻以后的信號的相位里的，通過一定的算法可以提取出來。為了說明這一點，假設發(fā)射機發(fā)射信號為

j,(t)j2,,f,tj2,,，，f，,f,t，測試設備用的本振是，則經(jīng)下變頻以后信號變?yōu)?/span>A,e,ee

j，，,(t)，,f,tj2,,,f,t，只需從上述信號中提取出來就得出了頻差。 ,fA,ee