EVM是 Error Vector Magnitude 的缩写,中文意思就是误差矢量幅度。
从字面意思我们可以理解为在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,而这个向量差能全面衡量调制信号的幅度误差和相位误差。
EVM能够直接表示无线系统信号的质量,所以EVM在这个在数字调制里面非常有用。在现在的各种无线系统里面,EVM都是一个非常重要的指标。
星座图可以比较直观的表示数字调制的意义,下图是一个比较常见的16-QAM的星座图,该图在xy平面中以散点图的形式显示信号,从水平轴逆时针测量的点的角度表示载波相对于参考相位的相移,点到原点的距离表示信号的幅度或功率的度量。
16-QAM 星座图
在一个理想的射频系统中,由发射器发射的信号处于理想位置,但是在实际中,由于射频系统的各种缺陷,比如相位噪声、低镜像抑制比、载波泄漏等等等等,导致信号的位置发生变化,偏离了理想位置。实际信号与理想信号的偏差就是误差向量。
EVM图示
归一化到峰值信号幅度的误差矢量的平均幅度是“误差矢量幅度”。因此,理想/参考相量与实际生成/接收的相量的位置之间的差是EVM。
如果把单个码元拎出来看它的EVM的话,下面这幅图更容易理解。
所以呢,EVM这个指标就可以用下面公式进行计算。通常用dB格式或者百分比格式来表示EVM。
(1) dB 形式
(2)百分比形式
公式好简单啊,初中生的数学水平就可以了。
所以呢,从定义上来说EVM并不难,通过实际信号与理想信号的矢量运算就出来了。
EVM能够表示整个通信系统信号质量的优劣,所以针对不同的通信系统,有不同的EVM的要求。
IEEE给出了802.11 WLAN的最大能够允许的EVM标准,基于不同的调制方式和通信速率的要求,EVM的要求也不同,如下表所示,通常调制系数越高,所要求的EVM也就越严格。
802.11 给出的EVM的计算公式如下:
L p是帧数,N c是载波数,R i,j是接收到的符号,S i,j是理想符号位置。L p是帧数,N c是载波数,R i,j是接收到的符号,S i,j是理想符号位置。
对于5G通信系统针对不同的频段,EVM的要求也不同:在sub-6G,EVM的要求一般要小于0.5%,也就是-46dB,在毫米波频段,EVM小于0.75%(-42.6dB)。
在ETSI的标准中,定义了BS type 1-C 和 BS type 1-H 最小允许EVM标准。
下面列出的一些参考文章,更能帮助同学们去理解EVM,建议大家收藏以下。
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IEEE 802.11ax draft standard and 802.11 EVM specification section
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