什么是傳輸信號(hào)質(zhì)量 單載波EVM的測(cè)試要求

我們?cè)?jīng)在一起來學(xué)802.11物理層測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（DSSS-EVM）中學(xué)習(xí)過EVM的基本概念、11b DSSS的EVM計(jì)算，以及EVM的dB表示和%表示的換算。5G NR的EVM雖說本質(zhì)相同，但計(jì)算方法和要求相對(duì)復(fù)雜，分類也較多，我們要分幾期來學(xué)習(xí)。

01、單載波EVM的測(cè)試要求

我們先來看一下單載波EVM的測(cè)試要求，分為以下幾種情況：

PUSCH EVM（推導(dǎo)過程附錄E.4.2）和PUSCH EVMDMRS（推導(dǎo)過程附錄E.4.6.2）都不應(yīng)該超出下表6.4.2.1.5-1的要求，并且測(cè)量EVM時(shí)的UE輸出功率需滿足大于等于表6.3.1.3-1（最小發(fā)射功率）的要求，這里標(biāo)準(zhǔn)中有一個(gè)筆誤，就是對(duì)于256QAM調(diào)制而言，UE輸出功率需滿足最小發(fā)射功率+10dB的要求，紅框中的Table 6.3.1-1應(yīng)改為6.3.1.3-1，同上面一行。這里跟基站又不太一樣，基站測(cè)量EVM的要求，大都是在額定功率情況下，帶功率回退或不帶功率回退。

其中TT的要求需滿足下表6.4.2.1.5-2，只有在256QAM情況下，不同上行功率對(duì)應(yīng)有不同的TT要求，其他調(diào)制方式的EVM TT均為0.

2. PUCCH EVM（推導(dǎo)過程附錄E.5.9.2）與QPSK相同，不應(yīng)超過17.5%。

3. PRACH EVM （推導(dǎo)過程附錄E.6.9.2）與QPSK相同，不應(yīng)超過17.5%。

02、PUSCH EVM結(jié)果的推導(dǎo)

在R17 h61的最新版本中，EVM的推導(dǎo)又給出了更多的信息。我們?cè)谝黄饋韺W(xué)5G終端射頻標(biāo)準(zhǔn)（什么是傳輸信號(hào)質(zhì)量）中介紹過的傳輸信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量點(diǎn)圖示，就與之前有了些許不同，增加了DFT-s-OFDM-DMRS Type2的測(cè)量點(diǎn)信息。如下圖所示：

我們?cè)侔焉蠄D中整體的計(jì)算過程走一遍：①在計(jì)算EVM之前，測(cè)量波形要先經(jīng)過RF Correction：采樣時(shí)間偏移和射頻頻率偏移的校正。這樣在計(jì)算EVM之前，將從測(cè)量波形中去除載波泄漏。②測(cè)量的波形將使用信道估計(jì)值進(jìn)一步均衡，并符合規(guī)定的EVM均衡器頻譜平坦度要求。③對(duì)于DFT-s-OFDM波形，在前端FFT和IDFT之后，EVM結(jié)果被定義為平均誤差矢量功率與平均參考功率之比的平方根，以%表示。④對(duì)于CP-OFDM波形，EVM結(jié)果在前端FFT之后被定義為平均誤差矢量功率與平均參考功率之比的平方根，以%表示。

時(shí)域的基本EVM測(cè)量間隔是PRACH的一個(gè)前導(dǎo)序列和PUCCH/PUSCH信道的持續(xù)時(shí)間，如果時(shí)域中的PUCCH和PUSCH啟用跳頻，則為一跳。

在一起來學(xué)5G終端射頻標(biāo)準(zhǔn)（什么是傳輸信號(hào)質(zhì)量）中也曾經(jīng)提到，對(duì)于EVM計(jì)算和非EVM計(jì)算，以及不同的CP長(zhǎng)度，取窗的位置和樣本數(shù)是有所不同的。

簡(jiǎn)單介紹一下CP：

CP：Cyclic Prefix循環(huán)前綴，插入CP的目的是為了減少ICI（Inter-Channel Interference），由于ICI的存在，OFDM系統(tǒng)中子載波的正交性被破壞，進(jìn)而影響了接收端的解調(diào)。復(fù)制有效載荷的末端并作為循環(huán)前綴傳輸，確保了傳輸信號(hào)和信道響應(yīng)之間有一個(gè) "循環(huán) "卷積。這使得接收器可以應(yīng)用一個(gè)簡(jiǎn)單的乘法來捕獲所有延遲成分的能量。保證了子載波的正交性。

例如下圖所示，給出了SCS=15kHz和30kHz時(shí)，0.5ms內(nèi)的symbol數(shù)和CP數(shù)?？梢钥闯?，每個(gè)symbol前均有CP，CP的長(zhǎng)度是根據(jù)SCS有所不同，隨著SCS增加，CP的長(zhǎng)度在減?。徊煌瑂ymbol的CP長(zhǎng)度也不完全相同。

在一個(gè)理想的信號(hào)中，F(xiàn)FT可以在循環(huán)前綴的任何瞬間開始，而不會(huì)造成錯(cuò)誤。然而，TX濾波器會(huì)縮小窗口，即減少樣本數(shù)。EVM的要求應(yīng)滿足W，-W/2和+W/2。

測(cè)量信號(hào)由于進(jìn)行了delay spreading，因此，OFDM符號(hào)之間以及數(shù)據(jù)和CP之間的明顯分界線也會(huì)被擴(kuò)散，而且時(shí)間也不明顯。但參考信號(hào)的時(shí)間是已知的。參考信號(hào)與測(cè)量信號(hào)之間做相關(guān)運(yùn)算，就會(huì)出來一個(gè)自相關(guān)的脈沖峰。這樣測(cè)量信號(hào)的時(shí)間就知道了。

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：對(duì)于所有的傳輸信號(hào)質(zhì)量中非EVM的計(jì)算，z0(ν)中的樣本數(shù)量減少到14個(gè)樣本塊，包括4096個(gè)樣本（FFT寬度），從每個(gè)OFDM符號(hào)中開始，包括解調(diào)參考信號(hào)。

對(duì)于EVM計(jì)算，被測(cè)輸出信號(hào)被減少到28個(gè)樣本塊，包括4096個(gè)樣本（FFT寬度），從包括解調(diào)參考信號(hào)的每個(gè)OFDM符號(hào)中的-W/2和+W/2開始。FDD，正常CP長(zhǎng)度的一個(gè)slot內(nèi)不同CP長(zhǎng)度的中心時(shí)間是怎樣的呢？這里需要注意，根據(jù)上面講的，CP長(zhǎng)度會(huì)根據(jù)symbol而不同，以下例舉了在100MHz信道帶寬和SCS=30kHz的情況下的兩種CP：
1. 除0和14（=7?2^μ）symbol外的OFDM符號(hào)中，其中符號(hào)0是每個(gè)子幀的第一個(gè)符號(hào)，在Tf=144（=CP/2）位置；

2.在OFDM符號(hào)0和14（=7?2^μ），其中符號(hào)0是每個(gè)子幀的第一個(gè)符號(hào)，在長(zhǎng)度為352個(gè)FFT樣本的CP中，在Tf=208（=352-144）位置。

EVM的計(jì)算公式如下：其實(shí)EVM也仍然是離不開5G最基本的時(shí)頻資源，仍然是通過統(tǒng)計(jì)每個(gè)時(shí)間和頻域上的最小單元去做的計(jì)算。

其中，

t：涵蓋了在測(cè)量周期內(nèi)所考慮的調(diào)制方案的解調(diào)符號(hào)數(shù)，（例如：每個(gè)時(shí)隙中的符號(hào)0、1、3、4、5、6、8、9、10、12、13，則|T|=11)；

g：包括在分配的帶寬內(nèi)，所考慮的調(diào)制方案有效的解調(diào)符號(hào)的數(shù)量。(|G|=12*，為分配的RB數(shù))；

：是為EVM評(píng)估的信號(hào)的樣本；

：是由測(cè)量設(shè)備重建的理想信號(hào)；

P0是理想信號(hào)的平均功率。

從獲得的樣本中可以得出2n個(gè)EVM值，-W/2中有n個(gè)值，+W/2中又有n個(gè)值，n值的定義具體可以參考一起來學(xué)5G終端射頻標(biāo)準(zhǔn)（什么是傳輸信號(hào)質(zhì)量）中。

接下來對(duì)兩套n個(gè)值分別進(jìn)行平均運(yùn)算：

在-W/2和+W/2中分別得到和，然后取兩者較大者為最終EVM結(jié)果，與測(cè)試要求中的限值進(jìn)行比對(duì)：

最后再補(bǔ)充一下PUSCH EVM測(cè)量的配置條件：

審核編輯：郭婷