射頻常見指標二

內容簡介
一、Modulation/Switching Spectrum

二、SEM

三、EVM（偏差矢量）

四、爲什麼發射信號的信噪比並不重要

五、EVM與ACPR/ACLR的關係

1、Modulation/Switching Spectrum
回到GSM全球移動通訊系統，Modulation Spectrum（調製譜）和Switching Spectrum（切換譜/開關譜）也是扮演了鄰道泄漏比(ACLR)類似的角色;

不一樣的是它們的測量帶寬並非GSM信號的佔用帶寬;

從定義上看，能夠認爲調製譜是衡量同步系統之間的干擾，而切換譜是衡量非同步系統之間的干擾（事實上若是不對信號作gating，切換譜必定是會把調製譜淹沒掉的）;

這就牽涉到另外一個概念：GSM系統中，各小區之間是不一樣步的，雖然它用的是TDMA；而相比之下，TD-SCDMA和以後的TD-LTE，小區之間是同步的(那個飛碟形狀或者球頭的GPS天線永遠是TDD系統擺脫不了的桎梏) ;

由於小區間不一樣步，因此A小區上升沿／降低沿的功率泄漏可能落到B小區的payload部分，因此咱們用切換譜來衡量此狀態下發射機對鄰信道的干擾;

而在整個577us的GSM timeslot裏，上升沿／降低沿的佔比畢竟不多，多數時候兩個相鄰小區的payload部分會在時間上交疊，評估這種狀況下發射機對鄰信道的干擾就能夠參考調製譜;

2、SEM (Spectrum Emission Mask)
這是一個「帶內指標」，與spurious emission區分開來，後者在廣義上是包含了SEM的，可是着重看的實際上是發射機工做頻段以外的頻譜泄漏，其引入也更多的是從EMC的角度;

SEM是提供一個「頻譜模版」，而後在測量發射機帶內頻譜泄漏的時候，看有沒有超出模版限值的點;

能夠說它與ACLR有關係，可是又不相同;

ACLR是考慮泄漏到鄰近信道中的平均功率，因此它以信道帶寬爲測量帶寬，它體現的是發射機在鄰近信道內的「噪聲底」；

SEM反映的是以較小的測量帶寬（每每100kHz到1MHz）捕捉在鄰近頻段內的超標點，體現的是「以噪聲底爲基礎的雜散發射」;

若是用頻譜儀掃描SEM，能夠看到鄰信道上的雜散點會廣泛的高出ACLR均值，因此若是ACLR指標自己沒有餘量，SEM就很容易超標;

反之SEM超標並不必定意味着ACLR不良，有一種常見的現象就是有LO的雜散或者某個時鐘與LO調製份量（每每帶寬很窄，相似點頻）串入發射機鏈路，這時候即使ACLR很好，SEM也可能超標。

3、EVM（偏差矢量）
EVM是一個矢量值，也就是說它有幅度和角度，它衡量的是「實際信號與理想信號的偏差」，這個量度能夠有效的表達發射信號的「質量」——實際信號的點距離理想信號越遠，偏差就越大，EVM的模值就越大;

4、爲什麼發射信號的信噪比並不重要
第一是發射信號的SNR每每遠遠高於接收機解調所須要的SNR；

第二是咱們計算接收靈敏度時參考的是接收機最惡劣的狀況，即在通過大幅度空間衰落以後，發射機噪聲早已淹沒在天然噪聲底之下，而有用信號也被衰減到接收機的解調門限附近;

可是發射機的「固有信噪比」在某些狀況下是須要被考慮的，譬如近距離無線通訊，典型的如802.11系列;

802.11系列演進到802.11ac的時候，已經引入了256QAM的調製，對於接收機而言，即使不考慮空間衰落，光是解調這樣高階的正交調製信號就已經須要很高的信噪比，EVM越差，SNR就越差，解調難度就越高;

作802.11系統的工程師，每每用EVM來衡量Tx線性度；而作3GPP系統的工程師，則喜歡用ACLR/ACPR/Spectrum來衡量Tx線性性能。

從起源上講，3GPP是蜂窩通訊的演進道路，從一開始就不得不關注鄰信道、隔信道（adjacent channel, alternative channel）的干擾。換句話說，干擾是影響蜂窩通訊速率的第一大障礙，因此3GPP在演進的過程當中，老是以「干擾最小化」爲目標的：GSM時代的跳頻，UMTS時代的擴頻，LTE時代RB概念的引入，都是如此;

而802.11系統是固定無線接入的演進，它是秉承TCP/IP協議精神而來，以「盡最大能力的服務」爲目標，802.11中常常會有時分或者跳頻的手段來實現多用戶共存，而佈網則比較靈活（畢竟以局域網爲主），信道寬度也靈活可變。總的來講它對干擾並不敏感（或者說容忍度比較高）;

通俗的講，就是蜂窩通訊的起源是打電話，打不通電話用戶會去電信局砸場子；802.11的起源是局域網，網絡很差大機率是先耐着性子等等（其實這時候設備是在做糾錯和重傳）;

這就決定了3GPP系列必然以ACLR/ACPR一類「頻譜再生」性能爲指標，而802.11系列則能夠以犧牲速率來適應網絡環境;

具體說來，「以犧牲速率來適應網絡環境」，就是指的802.11系列中以不一樣的調製階數來應對傳播條件：當接收機發現信號差，就當即通知對面的發射機下降調製階數，反之亦然。前面提到過，802.11系統中SNR與EVM相關很大，很大程度上EVM下降能夠提升SNR。這樣咱們就有兩種途徑改善接收性能：一是下降調製階數，從而下降解調門限；二是下降發射機EVM，使得信號SNR提升;

由於EVM與接收機解調效果密切相關，因此802.11系統中以EVM來衡量發射機性能（相似的，3GPP定義的蜂窩系統中，ACPR/ACLR是主要影響網絡性能的指標）；又由於發射機對EVM的惡化主要由於非線性引發（譬如PA的AM-AM失真），因此EVM一般做爲衡量發射機線性性能的標誌;

5、EVM與ACPR/ACLR的關係
很難定義EVM與ACPR/ACLR的定量關係，從放大器的非線性來看，EVM與ACPR/ACLR應該是正相關的：放大器的AM-AM、AM-PM失真會擴大EVM，同時也是ACPR/ACLR的主要來源；

可是EVM與ACPR/ACLR並不老是正相關，咱們這裏能夠找到一個很典型的例子：數字中頻中經常使用的Clipping，即削峯。Clipping是削減發射信號的峯均比（PAR），峯值功率下降有助於下降經過PA以後的ACPR/ACLR；

可是Clipping同時會損害EVM，由於不管是限幅（加窗）仍是用濾波器方法，都會對信號波形產生損傷，於是增大EVM;