EVM基礎(chǔ)知識及測量方法

EVM表征的是調(diào)制精度，是衡量現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制質(zhì)量的一項關(guān)鍵指標(biāo)。EVM是發(fā)射信號的理想的測量分量I（同相位）和Q（正交相位）（稱為基準(zhǔn)信號“R”）與實際接收到的測量信號“M”的 I和Q分量幅值之間的矢量差。EVM適用于每一個發(fā)射和接收的符號。

EVM是一個幅值量，表示為一個百分比，但是每個測量點上的相位和幅值誤差都是要測量的。很多信號都要測量EVM。實際上，EDGE標(biāo)準(zhǔn)要求要在200個以上的突發(fā)脈沖上測量EVM，因此它通常指的是RMS或者峰值EVM。

RMS EVM定義為平均誤差矢量功率與平均基準(zhǔn)功率的比值的平方根。峰值EVM是在測量區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的最大EVM。

通過EVM值可以觀察到信號的質(zhì)量，這是眼圖或BER測量之類的其他性能指標(biāo)無法表征的。EVM與誤碼率成正比，但是它比眼圖或BER測試的速度更快，并且能夠提供更多可供觀察判斷的信息。

EVM和信噪比（SNR）以及信號與噪聲加失真比（SNDR）也有直接的關(guān)系。我們可以通過EVM判斷通信系統(tǒng)不同層次引入的實際誤差，這能夠幫助設(shè)計者查找某些具體的問題。

測量EVM的另外一個優(yōu)勢在于它的測量設(shè)置比較簡單。我們需要使用一臺射頻矢量信號發(fā)生器，因為測量過程需要一個信號源產(chǎn)生射頻系統(tǒng)發(fā)射和接收的調(diào)制信號。另外，需要使用一個矢量信號分析儀采集和分析DUT的輸出信號，它能夠?qū)⒔邮盏降男盘柗纸獬蒊和Q分量，解調(diào)或恢復(fù)出原始的發(fā)射狀態(tài)。根據(jù)所測得的I和Q值，參照解調(diào)狀態(tài)的理想I、Q值即可計算出EVM。復(fù)雜性在于測試儀中內(nèi)置的內(nèi)部算法或外部軟件，它們要能夠產(chǎn)生并分析各種調(diào)制機制。相比將大量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機中進行處理的方式，將算法植入測試儀之后，信號生成和信號分析的速度都加快了。

星座圖顯示，增大EVM會導(dǎo)致出現(xiàn)重疊狀態(tài)和誤碼。在不同的調(diào)制方式下，相同的EVM可能具有不同誤碼率，因為它們的符號狀態(tài)比較接近或者相差較大。在技術(shù)方面的影響是增大了數(shù)據(jù)誤差，在Internet報文必須重發(fā)的TCP/IP系統(tǒng)中這一影響將造成語音質(zhì)量下降或者信道帶寬降低。在經(jīng)濟方面的影響可能包括：產(chǎn)品成本增加，產(chǎn)品銷售量下降，銷售收益減少。

EVM的測量

圖2給出了一種典型的EVM測量設(shè)置。待測器件（DUT）是用于發(fā)射符合GSM/EDGE移動通信標(biāo)準(zhǔn)的信號的功率放大器。我們將要測試其EDGE調(diào)制的EVM性能。

我們使用一臺矢量信號發(fā)生器（VSG）產(chǎn)生具有所需頻率、幅值和EDGE調(diào)制的射頻信號。該射頻信號通過待測的功率放大器進行發(fā)送，并在矢量信號分析儀（VSA）中進行解調(diào)，VSA負(fù)責(zé)測量并計算EVM。

VSG和VSA的基準(zhǔn)頻率（時鐘）連接在一起。這種方式消除了兩臺儀器之間的相對頻率誤差，大大加快了測量速度。這兩臺儀器通過它們的LAN（LXI）或GPIB端口與一臺電腦相連。

一般用戶在進行特征分析或在制造環(huán)境下分析功率放大器調(diào)制性能的時候都會有各種需求。在這個例子中，我們將在放大器的工作頻率范圍上和輸入功率的范圍上測量EVM，以分析功率放大器的EVM是如何受頻率和輸入功率大小的影響的。

同樣重要的是要確保測量有足夠的精度。測量精度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和良率。這會間接影響由于客戶滿意而獲得的產(chǎn)品收益，以及減少返修、退貨和廢棄而降低的產(chǎn)品成本。