导航菜单
首页 » 无极3注册 » 正文

fail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案

导 读

从2G到5G移动通讯,出马仙及其数字广播电视,数字调制都是要害根底技能。我国信息通讯研讨院泰尔系统试验室和我国计量科学研讨院的联合研讨指出:运用不同矢量信号分析仪丈量具有必定失真的16QAM和64QAM数字调制信号的EVM值,一起通过数值仿真和解析核算得到相应的EVM理论值,比照这些成果,发现不同外表中EVM的界说是不同的,其原因是数字广播电视技能标准和无线通讯技能标准中EVM界说的不同,这种不同会导致丈量差错和认知紊乱。研讨小组提出运用星座图的起伏峰均比作为批改系数的解决方案。一起,该研讨小组主张选用共同的数字调制EVM界说,这是数字年代量值共同的内涵要求。相关论文《Analysis on the Definition Consistency Problem of EVM Measurement and Its Solution》宣布在近期的IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement.论文作者是我国信息通讯研讨院泰尔系统试验室的周峰博士、纪锐博士、孙景禄先生和我国计量科学研讨院的周鑫博士。

论文链接(可点击“阅览原文”拜访):

https://ieeexplore.ieee.org/document/8681612,

DOI: 10.1109/TIM.2019.2901561

研讨布景

Error Vector Magnitude(EVM)是表征数字调制信号质量的重要参数,在数字无线通讯、数字广播电视、数字光通讯测验等范畴有重要运用。在研讨中,科研人员发现EVM的丈量差错不仅仅和频率响应等硬件要素有关,并且和EVM自身的数学界说有关。

发现问题

在丈量试验中,作者运刻苦率放大器的非线性来发生较大的64QAM数字调制信号的失真,显着跟着PA的输入功率添加,则相应的数字调制差错也在添加。作者丈量得到PA的AM-AM和AM-PM曲线,根据非线性仿真模型,得到了EVM的仿真值,在EVM仿真中根据无线通讯技能标准的EVM界说:

式(1)中的S(n)和R(n)别离表明被测矢量序列和参阅矢量序列,然后运刻苦分器将信号别离接入矢量信号分析仪A和矢量信号分析仪B,丈量其EVM。则EVM的仿真值和两组丈量值如图1所示。在本文的丈量中,均丈量EVM的RMS值,能够记做EvmRms。

图1 功放发生的非线性失真信号的EVM仿真和不同矢量信号分析仪的EVM丈量值

这个现象不是PA引进的非线性差错所特有的。在进一步的试验中,咱们设置信号发生器的I/Q增益fail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案不平衡度相位不平衡度,然后运用矢量信号分析仪B丈量数字调制信号的差错。另一方面,咱们能够根据解析公式核算相应的EvmRms.

以下列出4组试验丈量成果和相应的核算成果。

图2 数字调制IQ Gain imbalance导致的16QAM信号失真,EvmRms的核算值和丈量值

图3 数字调制IQ Phase imbalance导致的16QAM信号失真,EvmRms的核算值和丈量值

图4 数字调制IQ Gain imbalance导致的64QAM信号失真,EvmRms的核算值和丈量值

图5 数字调制IQ Phase imbalance导致的64QAM信号失真,EvmRms的核算值和丈量值

从图2-图5的解析值和丈量值曲线来看,可知核算值和丈量值存在显着差异,且比值趋近于一个常数。之前针对QPSK信号的丈量中,核算值和丈量值是共同的。这说明这种不共同现象首要存在于16QAM、64QAM等高阶数字调制信号的丈量中。进一步的研讨发现,其原因是矢量信号分析仪A中的EVM界说是根据无线通讯技能标准的(如3GPP TS 36.101 version 13.2.1 Release 13)。,矢量信号分析仪B中的EVM界说是根据广播电视技能标准的(如ETSI TR 101 290 V1.2.1.Digital Video Broadcasting (DVB);Measurement guidelines for DVB systems)。

显着,(1)式和(3)式界说不同,这是丈量成果不共同的首要原因。后来研讨人员还发现,即便运用相同的矢量信号分析仪硬件,丈量软件的版别不同,其EVM的界说也会有所不同,显着,这种界说的不同会导致丈量中的紊乱。

解决方案

在丈量中假如参加EvmRms核算的符号数量足够多且在星座图上等概率散布,则能够以为:

其间km是该调制办法星座图的起伏峰均比,是一个常数。假定某调制办法的星座图界说上有L个点,别离对应的矢量是C(1)、C(2)、C(3)...C(i)...C(L).则有:

核算得到常用的星座图的起伏峰均比如表1所示。

表1 不同数字调制办法的km

根据(4)式能够对EVM丈量成果进行批改,就前述矢量信号分析仪B的EVM丈量成果,做批改后如下所示。

图6 功放引进的非线性失真信号的EVM仿真和不同矢量信号分析仪的丈量值,其间矢量信号分析仪B的丈量值通过了批改

图7 数字调制IQ Gain imbalance导致的64QAM信号失真,EvmRms的核算值和批改过的丈量值

显着,通过系数批改今后,丈量成果的共同性改进了。在一些外表中,和EVM相似的参量起伏差错Magnitude Error界说也有相似问题,也能够运用这样的办法做批改。

现在,这种乘以一个系数的批改仅仅是一个权宜之计,在涉及到OFDM信号的EVM丈量中,因为不同的子载波上有或许选用不同的调制办法,所以这种办法未必是适用的。考虑到量值的共同性,一起考虑到无线广播电视技能和无线通讯技能正在交融开展的现实,论文作者主张在世界范围内不同技能范畴选用共同的EVM界说,相对而言(1)式的界说中分子和分母都是均方根值,数学上更自洽一些,假如选用(3)式的界说,调制阶数越高,其EvmRms越小,在逻辑上值得商讨。在世界范围内共同量值界说是底子的解决方案。

参阅文献

[1] Kate A. Remley, Dylan F. Williams, Paul D. Hale,Chih-Ming Wang, Jeffrey Jargon, and Youngcheol Park. Millimeter-Wave Modulated-Signal and Error-Vector-Magnitude Measurement With Uncertainty.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 63, no. 5, pp.1710-1720, 2015.

[2] Hudlika, M., Lundstrm, C., Humphreys, D. A., and Fatadin, I.. BER estimation from EVM for QPSK and 16-QAM coherent optical systems. IEEE International Conference on Photonics (ICP), 2016, pp. 1-3.

[3] Freiberger, K., Enzinger, H., and Vogel, C.. A noise power ratio measurement method for accurate estimation of the error vector magnitude. IEEE transactions on microwave theory and tfail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案echniques, vol. 65, no. 5, pp.1632-1645, 2017.

[4] Morris, D., Eisenstadt, W. R., Paganini, A., Slamani, M., Platt, T., and Ferrario, J.. Synthetic dsp approach for novel fpfail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案ga-based measurement of error vector magnitude. IEEE International Test Conference (fail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案ITC), 2010 pp. 1-8.

[5] ZHOU Feng, ZHANG Rui, MU Dan,etc. Method for Calibration Vector signal analyzer based on Baseband waveform Design.83rd IEEE ARFTG Microwave Measurement Conference Digest. Pp67-80.June 6, 2014. Tampa, Florida, USA.

[6] Humphreys, D. A., and Dickerson, R. T.. Tracfail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案eable measurement of error vector magnitude (EVM) in WCDMA signals. IEEE International Waveform Diversity and Design Conference, 2007, pp. 270-274.

[7] David A. Humphreys,and James Miall. Traceable Measurement of Source and Receiver EVM Using a Real-Time Oscilloscope. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 62, no. 6, pp.1413-1416.JUNE 2013

[8] Cho, C., Lee, J. G., Kim, J. H., and Kim, D. C.. Uncertainty analysis in EVM measurement using a monte carlo simulation. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 64, no. 6, pp. 1413-1418, 2015.

[9] P1765-Trial-Use Recommended Practice for Estimating the Uncertainty in Error Vector Magnitude of Measured Digitally Modulated Signals for Wireless Communications.https://standards.ieee.org/project/1765.html.

[10] ZHOU Feng, ZHANG Rui, CHENG Kai, ZHANG Pei-yan, LIU Jian-zhe. Measurement and Modeling for RF Amplifier based on Carrier waveform distortion in time Domain.2016 3rd International Conference on Information Science and Control Engineering.pp1351-1355.July 2016.Beijing. China

[11] 3GPP.LTE;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);User Equipment (UE) radio transmission and reception.3GPP TS 36.101 version 13.2.1 Release 13. 2016.05

[12] Apostolos Georgiadis. Gain, Phase Imbalance, and Pfail-数字调制EVM界说不一致性问题及解决方案hase Noise Effects on Error Vector Magnitude. IEEE transactions on Vehicular Technology, VOL. 53, NO. 2, MARCH 2004:pp.443-449 .

[13] Zhang Rui, Zhou Feng, Guo Long-qing,Shi Dan, Ruan Fang-ming, Gao You-gang. Metrology method for Error Vector Magnitude based on Ellipse on IQ coordinates,IEEE 79th ARFTG Measurements Conference Digest, pp45-48, June 22, 2012,Montreal, Canada

[14] Zhang Rui, Zhou Feng, Guo Long-qing, Wang Nan. Calibration standards for digital modulation error Based on CW, AM or PM signal,IEEE MTT-S International Microwave Symposium for 2010, 75th ARFTG Measurements Conference Digest, pp 98-111, 2010,May 2010, Anaheim , USA

[15] ETSI TR 101 290 V1.2.1.Digital Video Broadcasting (DVB);Measurement guidelines for DVB systems.2001/05

校 审 | 陈 力、 珊 珊

编 辑 | 凌 霄

欢迎转发共享!

如需转载,请联络授权事宜:

电话:010-62300198

Email:media@caict.ac.cn

引荐阅览

散布式业务数据库系统评价系统

人工智能在数据管理中的运用

二维码