【经验】如何优化5G、Wi-Fi 6等宽带信号误差矢量幅度EVM测量？

时间： 2020-03-13 来源：Keysight

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误差矢量幅度(EVM)测量可以帮助工程师深入洞察数字通信发射机和接收机的性能。对于数字调制信号，任何影响信号幅度和相位轨迹的信号缺陷，都会影响到EVM的测量及其结果显示。

EVM测量为数字调制信号提供了一个简单、定量的性能评定参数。

图 1 显示了对常见调制格式的解调分析。IQ 测量波形数据被分成两路：一路进入解调器恢复成原始数据比特，数据比特再经过调制，得到 IQ 参考(理想)波形；另一路通过信号补偿和测量滤波器的处理，得到 IQ 测量波形数据。信号误差是参考波形与补偿后的测量波形之间的差异。

某些无线标准(如Wi-Fi和LTE)使用分贝(dB)作为 EVM 结果的单位：

EVM (dB) = 20 log10 (EVM (%))

“工欲善其事，必先利其器”，作为EVM测试工具的信号分析仪，要求自身性能对EVM测量的影响要尽可能的小。因此，优化信号分析仪的测量设置，也是EVM测量的关键，对于5G、Wi-Fi 6等宽带信号的分析更是至关重要的。本文KEYSIGHT为你介绍优化宽带信号EVM测量的三个实践技巧。

实践技巧1：优化混频器电平

无线通信标准均在最大输出功率时来定标EVM测量结果。通常可以控制信号分析仪中的第一级混频器的功率电平，以确保大功率输入信号不会导致信号分析仪失真。混频器电平的优化设置取决于测量硬件、输入信号的特性以及规范测试要求。

信号分析仪的非线性器件(如混频器)在某些条件下可能会产生失真。当输入信号分析仪的信号功率过大时，该信号会导致输入混频器失真。可调输入衰减则可避免输入混频器因大功率信号导致的失真。

【调整输入衰减】

分析仪的输入衰减器会降低进入输入混频器的信号功率。但是，输入混频器电平设置是失真性能与噪声灵敏度折中后的结果。在较高的输入混频器电平下，可以实现较好的信噪比(SNR)；而在较低的输入混频器电平下，失真比较小。性能优异的信号分析仪可以提供精细步进的输入衰减，从而为优化输入混频器电平提供更好的分辨率。

【打开内置前置放大器】

在空口(OTA)测试以及测试系统插损较大的场景中，输入信号电平可能会比最佳混频器电平低一些。内置的前置放大器具有更好的噪声系数，在过低输入电平时打开这一设置，可以保证输入混频器的信号保持在最佳的范围。

实践技巧2：优化中频数字转换器的信噪比

宽带毫米波的应用是无线技术发展的趋势。毫米波频段的宽带噪声以及信号分析仪与待测件(DUT)之间过大的路径损耗会导致数字转换器的SNR降低，而SNR较低的话，会导致测量的EVM变差，从而不能准确显示出被测件的性能。

信号分析仪的系统中频(IF)噪声必须要足够低，才能获得最佳的EVM测量结果。而另一方面，数字转换器的输入信号电平必须要足够高，且不得导致数字转换器过载。因此，需要根据待测的信号峰值电平对射频衰减器、前置放大器和中频增益值进行综合设置。现代新型信号分析仪，可以实现单键优化这些硬件设置，从而改善 SNR 并避免数字转换器过载。

实践技巧3：优化相位噪声

相位噪声描述的是振荡器的频率稳定性，会导致误差矢量信号的相位分量出现误差。信号分析仪的相位噪声是造成EVM测量误差的原因之一。为了获得信号分析仪的最佳相位噪声性能以进行调制分析，不仅要考虑信号分析仪的相位噪声曲线(近端和宽频偏)，还要考虑输入信号的工作频率、带宽和子载波间隔(OFDM 信号)。

信号分析仪本振信号的相位噪声会转换为信号分析仪混频器的输入。相位噪声对IQ星座图的直接影响是产生符号的径向拖尾。在使用高阶调制方案时，星座点距离更小，对EVM性能的要求也更高，应确保信号分析仪的相位噪声性能不会影响 EVM 测量结果，不让信号分析仪的相位噪声成为制约 EVM 测量的瓶颈。

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系列,N2804A,B2900B,N8929A,B2912B,N5171B,N2140A,3054G,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,EXR 系列,34934A,4034A,34946A,8480D,EXR054A,EPM,U2702A,DSOX-6WAVEGEN2,N9324C,N3306A,6000 X,U2300,34921A,N5700,D2000GENB,D4000GENB,34945A,34933A,3458A,RP7935A,E36155A,U2701A,BV9210B,DSOX1202G,RP7945A,RP7933A,B2962B,1146B,DSOX1202A,N8900 系列,U9428C SP8T,N3307A,S604A,D6000BDLB,RP7900 系列,W8486A,N6900,1147B,RP7946A,E36154A,3104G,N7026A,U9424C SP4T,N9324C-TG7,BV9001B,33600A,33612A,J7204,B2961B,RP7932A,U2600 系列,1131B,PP0002A,N9322C,N9310A,D6000AERB,PP0001A,MXG X,34931A,2002A,53200,2014A,AC6906L,AC6918L,DSOX2PLUS,U2723A,33611A,B2960B,DSOX1204G,RP7943A,RP7931A,2004A,1132B,DSOX1204A,U9422A SPDT,N9323C,U2050 X 系列,J7205A,X 系列,34942A,E5063A ENA,N5700 系列,U3606B,53210A,AC68ALGU,2000 X,CXA X 系列,U2722A,3102G,8509XD,33622A,PP0004A,AC6900,34941A,N8760A,U9422C,2012A,U9422B,2024A,U9422A,N27992A,E36232A,AC6906H,AC6918H,33512B,33500B,33621A,N6700,1130B,PP0003A,N6705,N8761A,B2900BL 系列,P9243A1,N2821A,DSOX-PERFMSO,E36231A,N9320B-TG3,DSOX 系列,2000 X 系列,4000 X,33511B,N5166B,EDU36311A,N3300,4104A,E36234A,2022A,N7900,D3000USBB,DSOX-2WAVEGEN,N2820A,U3810,U2600,33510B,U2020 X 系列,N443XD 系列,3014G,33522B,BV9200B,EDU34450A,3498A,E36200 系列,34950A,U9428A SP8T,E36233A,CXG X,EXG,N8480 系列,L2060 X 系列,AC6903L,N2843A,RP7936A,E36100B,AC6903H,EXR,B2900B 系列,D4000PWRB,33521B,N9962A,RP7962A,EPM 系列,3000G X,1000 X 系列,P9377B,AC6804B,EXG X 系列,E4982A,DAQM905A,DAQM909A4,N9950B,N9950A,N8740A,D3000GENB,E36200A,E36103B,N6791A,E 系列,N2842A,AC6912L,B2980B 系列,AC6912H,N9951A,33520B,RP7973A,RP7961A,N2841A,N7007A,53131A,P9243A,P937XA,P937XB,E4981A,U2741A,N9323C-TG7,N9951B,34972A,E36102B,N6790A,EDU33210A 系列,E36320A,N8741A,AC6802B,RP7972A,4000 X 系列,U2000 系列,U9424A,P9240AWGA,P924XA,S254A,E3600 系列,DAQM903A,N9960A,53200 系列,E36311A,N8762A,6000X,E36105B,U7104N,N6781A,U9424C,U2000,U9424B,N2876A,U7104F,E3641A,U2060 X 系列,U7104E,EXR254A,U9428B SP8T,RP7983A,N3300 系列,N7550 系列,AC6803B,DAQM904A,N8900,U2751A,84904L,34970A,N9961A,E36104B,CXG,E36150 系列,N6792A,P 系列,E3640A,DSOXBODE,AC6800B,N2874A,EDU33211A,RP7942A,6002A,BN9963B,E3600,S054A,1000 X,U7106N,E36313A,DAQM900A,L2060 X,U9422B SPDT,DSOX,U7106F,U7106E,N8756A,DSOX2MSO,J7204B,N8732A,E36150A 系列,N8950A,U3851A,EXR058A,RP7941A,AC6801B,10070D,P9384B,D4000AUTB,N2752A,EDU33210A,RP7953A,BN9962B,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,U2020 X,E36106B,53220A,N8757A,AC6900 系列,N8733A,D3000PWRB,N8951A,N9952B,RP7952A,N9952A,U7108B,U7108A,P9242A,P9375B,U7108C,P9240GENC,N2751A,P9375A,U9428C,E4980A,U9428B,6004A,33500B 系列,U9428A,N7971A,ENA 系列,D4000AERB,53132A,EXG X,N6785A,B2980B,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,N9953B,RP7951A,EDU33210 系列,N7970A,EDU33212A,P9241A,P938XB,N2750A,N2871A,53230A,N8700,U3810 系列,U9424A SP4T,DSOXT3MSO,S804A,L2050 X,J7201C,J7201B,N6784A,N8755A,J7201A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,N9934B,N2894A,N5770A,8495B,34420A,N70412A,N7973A,E3647A,6000X 系列,10833F,10833G,10833A,10833B,4154A,D6000GENB,10833C,S104A,10833D,N6775A,EXR204A,N6763A,N8736A,N6751A,N8954A,N8930A,EL34143A,E36300 系列,DAQ973A,N7550,EDUX1052A,U8480 系列,N9923A,N2796A,N9935B,3000G X 系列,N9935A,N2893A,EDUX 系列,3052G,U2781A,N5771A,N7972A,EDUX1052G,E36100,PP001A,E3646A,DP0001A,6811C,4032A,EXR108A,E36100 系列,N6786A,N8737A,D4000BDLB,N6774A,N6762A,N8943A,10834A,E5063A,N8955A,8494G,N8931A,E3634A,N2783B,N2795A,BN9961B,N5772A,6813C,N7951A,D6000USBB,E3649A,6800C,6812C,U71010A,U71010C,U71010B,N6753A,AC6800B 系列,N8758A,N6741B,N8734A,N6971A,S 系列,N8952A,N6777A,N6765A,N8940A,P9370A,P9382B,N2891A,P9370B,N2782B,D3000AUTB,53181A,N9933B,N28005A,EL30000 系列,U2050 X,N5761A,N7950A,BN9960B,N7974A,N8700 系列,34465A,E3648A,4054A,N6764A,N8759A,N6752A,E9320,N8735A,N6970A,N8941A,EL34243A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,N2781B,RP7982A,E4417A,8509XD 系列,N9914B,N9914A,82350C,N5750A,N7953A,U2300 系列,N7977A,N5762A,DAQM909A,E8486A,DSOX-4WAVEGEN2,E5810B,N9938B,N9926A,N6743B,N8934A,N9938A,N6731B,N8946A,N6973A,E36100B 系列,E36200A 系列,E3643A,N6755A,EDUX,N2780B,E4416A,N9915B,N7976A,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,N7952A,D9110PWRA,E9300,N9915A,N8923A,N6972A,EXR104A,N9927A,N6742B,N8935A,E3630A,4052A,E3642A,N6700 系列,N6766A,N6754A,N2791A,

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