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4G移动系统中误差向量幅度的影响分析与评估

更新时间:2016-07-05

正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing,OFDM) 技术已经成为第四代移动通信系统的关键技术之一[1]。EVM作为一项重要指标,是衡量数字调制误差的主要参量之一,是表征系统调制质量的参数,表示在一个给定的时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的矢量差[2-3]。作为无线发射机终端射频指标测试的重要内容,EVM 反映了发射机发射信号的调制质量,不仅是衡量数字调制误差的主要参量之一,更是衡量发射机性能的一项重要指标[4-5]。因此,EVM指标在调制器性能的测试和优化过程中起到十分关键的作用,对移动网络中EVM指标进行分析研究具有重要的意义。

1 EVM概念

误差矢量幅度(EVM)定义为无频偏、无初始相位及无硬件相偏影响的测量信号与参考信号的矢量误差[6-9]。用误差矢量平均功率与参考矢量平均功率比值的平方根计算,一般用百分比来表示。

例如针对幼苗期的农作物最好喷洒适量的化肥或者绿肥,以此来显著强化作物本身具备的防控能力。在必要时,技术人员还需综合运用灌溉以及喷洒药剂的手段来施行综合性的作物病害防控。

图1 EVM矢量图

(1)

其中:R为参考信号,Z为测量信号,E=Z-R为误差矢量信号;根据参考信号R和测量信号Z的定义不同,误差矢量信号的含义也不一样。

2 EVM指标快速计算方法

信号在传输过程中由于各种因素造成的测量信号失真导致EVM值不准确的问题[7]。本节给出一种EVM指标的测量方式,与常规方法不同,本文针对公式(1),提出一种实用的EVM计算方法,如公式(2)所示,并通过实验对本计算方法进行验证和完善。EVM指标由下式计算:

(2)

式中,σx为CFR(Crest factor reduction)输入信号的标准差,σx-αy为CFR输入信号与输出信号差值的标准差,α为比例因子,可通过计算输入信号与输出信号之间的最小二乘拟合来求得。

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(3)中国机械运输设备的出口价格逐渐向高于世界平均水平转变,在不同出口市场上的价格差异越来越小。从图3可以看出,图像有上移和轻微右移的趋势,说明中国机械运输设备的价格在不同市场的差异越来越小,且产品的价格在逐步提高。

(1) 在不加信道的情况下,恶化EVM,直到出现误码情况;由于测试一帧不具有统计性,考虑在同一等级的EVM下,测试1000帧。

表1 计算EVM与解调EVM对比

EVM解调%EVM计算%EVM解调%-EVM计算%误差平均%4.544.460.084.063.980.083.703.610.093.283.200.082.902.820.080.08

3 EVM对削峰性能的影响

本节主要研究EVM对削峰性能的影响。在有削峰处理的网络中,对5M、10M、20M带宽64QAM调制方式的数据分别进行了仿真评估[8],将仿真后的数据进行EVM和CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function,用来定义多载波传输系统中峰均值超过某一门限值z的概率。)的指标测试[10]。下面给出了不同EVM指标下削峰后的性能指标测试结果图:

图2 削峰性能评估

目前在61.44 MHz速率上实现的削峰算法针对64QAM调制方式的数据,对于5M、10M带宽的信号,能获得较好的指标,在EVM恶化为4.7%左右时,峰均比指标可以达到6.54左右,可以削掉3.1dB,对于20 MHz带宽信号,在EVM恶化4.85%左右时,峰均比指标可以降低到7.02 dB左右,可以削掉2.8 dB,20 MHz信号带宽削峰指标略差的原因主要是因为目前20 MHz信号带宽的数据速率为30.72 MHz,而基于脉冲抵消的削峰方案通常要求削峰处理的速率应该至少大于4倍的信号数据速率,这样才能获得较为理想的性能指标,因此对与20 MHz的LTE信号若将削峰处理放在122.88 MHz速率上处理会获得与5 MHz和10 MHz基本一致的削峰性能指标。

4 EVM对峰值流量的影响

第四,共享经济的运作离不开信息技术平台这一关键媒介和载体,互联网与信息技术是保障共享经济顺利运行的重要保障,能够为其带来很多支持与便利。

4.1 分析方法

该公司是德国IBG集团ABICOR BINZEL公司的全资子公司,负责各种焊枪、切割炬及焊接零配件的生产与销售,目前可提供焊枪、切割炬、机器人焊枪以及其他焊接类产品和零配件。ABICOR BINZEL公司拥有高质量的气冷、水冷、手动、半自动及全自动焊枪、各种系列焊接配件及焊接机器人辅助配套设备。

本节主要研究EVM对峰值流量的影响,通过仿真给出了在达到峰值速率时所允许的EVM,并给出了不同EVM对性能的影响。

制定循环水水质管理制度,定时安排工作人员提取循环水水样进行化验,并做好记录,增设在线pH测点,及时掌握循环水水质情况,确保设备长周期正常运转,循环水水质管理表如表1所示。目前循环水水质良好,能确保pH值7~8.5,浊度<15。

在达到峰值速率时,系统使用64QAM,码率最大,即MCS=28,且RBNum=100在64QAM调制下,协议给出的系统需要满足的EVM小于等于8%。因此考虑在EVM大于8%的情况下,测试峰值速率所允许的最大EVM。通过下面的两种途径分析EVM对峰值速率的影响:

(2) 在AWGN信道下,仿真不同不同EVM下的解调性能。

4.2 测试结果

4.2.1 峰值速率允许的最差EVM

本小节给出码率为0.91时,不同EVM对BER性能、BLER性能及FER性能影响的仿真结果。

表2 峰值速率允许的最差EVM

EVM(dB)EVM(百分比)码率0.91码率0.84-24.436.00BER=0BER=0-23.406.78BER=0BER=0-22.407.62BER=0BER=0-21.358.55BER≅0BER=0-20.409.54BER≅0BER=0-19.4010.72BER≅0BER≅0

4.2.2 不同EVM对性能的影响

单天线的情况下达到峰值速率为75376,码率有两种,即CFI=1和CFI=2时码率,其中CFI(Control Format Indicatior),用来指明PDCCH在子帧内所占用的符号个数。表2给出了测试1000帧情况,是否出现译码。

下表将式(2)计算的EVM与利用解调软件得到的EVM进行了对比,利用式(2)代替解调软件计算EVM指标,需要加上0.08%的修正。

(1)不同EVM对BER性能的影响

图3 不同EVM对BER性能的影响

(2)不同EVM对BLER性能的影响

图4 不同EVM对BLER性能的影响

(3)不同EVM对FER性能的影响

其次,营造和谐的家庭氛围,缓解和消释工作压力。家庭幸福和谐也能促进教师的身心健康。家庭是社会的细胞,婚姻是家庭的轴心,良好的家庭氛围也是维持心理健康的条件。不把工作中的不快带回家里,或者通过家庭良好的氛围把工作中的不快消于无形,成为工作、学习的一种有益动力。

图5 不同EVM对FER性能的影响

根据上述仿真结果可知,当码率为0.91,BLER达到1E-2时,不同EVM所需要的信躁比如表3所示。

表3 不同EVM所需要的信躁比

BLER=1e-2EVM=0EVM=6%EVM=6.78%EVM=7.62%SNR/dB22.824.825.226.4

5 结论

本文分析了EVM指标对削峰性能及峰值流量的影响,并同时给出了一种EVM指标的测量计算方法。根据前几节的分析得到以下结论:

(1)通过本文给出EVM计算方法,可以快速、准确地算终端的EVM指标,并且降低了实现的复杂度。

(2)通过仿真分析EVM指标对削峰性能及峰值流量的影响,给出了不同EVM下的系统性能指标。对EVM指标的分析研究将更有利于移动网络性能的提升。

参考文献:

[1] 夏景明,王 鹏.一种改进的MIMO_OFDM信号迭代反馈检测算法[J].科学技术与工程,2016,16(20): 191-195.

[2] 陈发堂,郑晓献.TD-LTE系统UE端EVM测量与DSP实现[J].光通信研究,2011,12(6):63-66.

[3] 李鹏飞,冯琳琳.TD-LTE终端射频一致性测试系统EVM测量算法研究[J].现代电信技术,2014(4):15-18.

[4] 范秀利,郑建宏.TD-SCDMA的EVM测试及分析[J]. 重庆邮电学院学报(自然科学版),2005,17(2):156-159

[5] 王志,季刚.TD-LTE随机接入信道EVM算法的研究[J].国外电子测量技术,2013,32(4):28-31.

[6] 董爱娟, 赵红梅.. 阵列列通道幅相误差影响通信系统EVM 指标的分析与评估[J]. 煤炭技术, 2010; 29(9): 186-188.

[7] 周峰,张睿,郭隆庆,等.非理想传输通道对数字调制信号EVM的影响—理论、仿真和测量[J].电子测量与仪器学报,2009,23(1):4-9.

[8] B S KRONGOLD, D L JONES.An Active-Set Approach for OFDM PAR Reduction via Tone Reservation[J].IEEE Trans.Signal Processing,2004,52(2):495-509.

[9] A GEORGIADIS. Gain, Phase Imbalance, and Phase Noise Effects on Error Vector Magnitude[J].IEEE Transactions on Vehicular Technology,2004,53(2):443-449.

[10] LI X W, PENG D Y, WANG G Z.A Novel Measurement of Error Vector Magnitude for TD-LTE termination[J].2012 5th Internation Congress on Image and Signal Prosessing,2013:1745-1749.

曾召华,钱孟娇
《电声技术》 2018年第02期
《电声技术》2018年第02期文献

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