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针对无线宽带相位噪声的测试方案

发布时间:2020-07-21 17:35:50 阅读: 来源:热电阻厂家

无线通信产业正在通过增加调制复杂度和调制带宽向着更高的射频(RF)频率和数据率的方向发展。这些宽带无线系统必须要有可靠的测量技术作为支持。关键指标

本文引用地址:误差矢量幅度(EVM)是一种严格的规范,经常用于描述传输信号的调制质量。EVM测量的是理想的参考波形与被测波形之间的差别。如果接收机的EVM很差,它能够正确恢复传输信号的能力就会下降,这会增加蜂窝边缘的误码率(BER),导致覆盖范围缩小。

图1 上述的QPSK信号中的相位抖动降低了接收机的灵敏度

造成EVM差的原因之一是发射机和接收机当中所有振荡器的相位噪声。正交相移键控调制(QPSK)信号的相位噪声看上去像星座图的旋转(见图1),缩短了星座点之间的距离,所以对于给定的误码率,接收机就需要更高的信噪比。因此相位噪声降低了接收机的灵敏度。

对于像LTE和WiMAX当中的正交频分复用(OFDM)信号,本振(LO)的相位噪声叠加在n个副载波上的。这里的相位噪声有两个效果:(1)所有副载波的随机相位旋转常称为公共相位误差(CPE);(2)载频间干扰(ICI)是由给定的副载波被n-1个相邻的带有噪声的副载波恶化而产生的。

OFDM符号包含特定的被称为“导频”的副载波,“导频”能帮助接收机跟踪到CPE,同时估计出传输信道的频率响应。这些“导频”并不会改善ICI,但它仍然会影响EVM。这会导致相位噪声对OFDM的影响略微不同于对传统的QPSK信号的影响,但是相位噪声仍然是信号恶化的一个重要原因。

对于64-QAM调制的OFDM来说,对发射机输出端的EVM的要求非常严格:均方根的典型值是2.7%左右。这就是为什么本振的相位噪声和抖动对于本振锁相环(PLL)的设计很关键的原因。要实现均方根2.7%的EVM,我们推荐将总相位抖动均方根值低于1°作为选择合成器的标准。测量相位噪声

由于相位噪声对EVM有如此重要的影响,所以在开发过程中检验本振的相位噪声性能就非常关键。虽然低成本设备(比如用户设备或者毫微微蜂窝设备)的生产测试次数较少,不允许进行这种深入测试,但是相位噪声测量功能却有助于过程监控和排除生产问题。

图2 CW信号在它的边缘展示了相位噪声

在频谱分析仪中,通过观察信号的“边缘”,可以很容易看到相位噪声。频率相当缓慢的倾斜就显示了相位噪声(见图2)。然而这幅频谱分析仪的图并没有显示抖动强度有多大。

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