浅析TD-SCDMA误差矢量幅度（EVM）测量

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数字信号频带传输是把基带信号在发送端先经过调制后，送到线路上传输，再在接收端进行相应解调后恢复出原来的基带信号。在这个过程中调制器产生的调制误差、射频器件质量、锁相环(PLL)噪声、PA失真效应、热噪声以及调制器设计等都会产生误差矢量（EVM）。EVM会对调制信号的质量都产生很大的影响，因此调制质量测试项目是射频测试中重要的组成部分之一。
一般对调制质量有两种衡量方法：波形质量Rho（CDMA2000）和误差矢量幅度EVM（TD－SCDMA 和WCDMA）。波形质量是通过计算相关度的方法衡量整个信号由于调制误差引起的能量损失；误差矢量幅度（EVM）则通过测量误差矢量反映调制质量。
由于EVM是衡量总体调制质量，因此还需进行峰值码域误差测量（PCDE- Peak Code Domain Error）来进一步分析影响调制质量的因素。本期结合实际测试案例来谈谈TD-SCDMA的EVM测试。
EVM（Error Vector Magnitude）是指测量波形与理想调制波形之间的矢量差。两个调制波都通过滚降系数α =0.22，带宽为1.28 MHz 的匹配根升余弦滤波器后，进一步通过选择频率、绝对相位、绝对幅度及码片时钟定时进行调制，使误差向量最小。
调制信号可以表示为一个同相（I）分量与一个正交（Q）分量的矢量和，映射到星座图上如下图1所示。在星座图上EVM直接表现为星座点的发散程度，如图2所示。


图1

图2

其中，Perror：误差向量平均功率（幅值），Preference：参考信号平均功率（幅值）
根据3GPP TS 34.122 中的 5.7.1的测试要求，EVM 定义为误差向量平均功率与参考信号平均功率之比的平方根，用百分数表示。测量间隔为一个时隙。测试UE的误差矢量幅度不超过17.5%，以避免超过指标要求的EVM增加本信道上行链路的发射误差。我们可按照下图3所示搭建测试平台并按测试步骤进行测试。


图3
测试步骤：
1） 设置UE的输出功率达到最大；
2） 测试EVM；
3） 降低UE的功率为 -20 —— -19dBm之间；
4） 再测试EVM；
测试结果如图4所示：


图4
由上图可以看到，绿色图形即为测量的调制信号星座图，X轴代表I路信号，Y轴代表Q路信号，信噪比SNR也是衡量EVM性能重要指标。在测量EVM的同时也会测量PCDE，即测量信号的峰值码域误差。