發(fā)射機(jī)中的本振相噪,是影響發(fā)射信號(hào)EVM的一個(gè)因素。
先來看看理論分析。
首先來看看EVM的定義。
對(duì)于每一個(gè)符號(hào)而言,有一個(gè)理論上的位置,即上圖中的綠點(diǎn)(Reference),但是實(shí)際上,符號(hào)對(duì)應(yīng)的點(diǎn),在星座圖上會(huì)有偏移,如上圖中的桔黃色的點(diǎn)(Measured)。
而理想和現(xiàn)實(shí)之間的差距,即是誤差矢量,如上圖紅色箭頭所示。
由上圖可知,對(duì)于每一個(gè)符號(hào)ki, 誤差矢量可以由下式進(jìn)行表示:
在文獻(xiàn)[1]中,對(duì)EVM的定義是這樣的:
我的理解是這樣的,就是,雖然針對(duì)單個(gè)符號(hào)可以計(jì)算EVM,但是書中的定義,是基于多個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)誤差矢量的平均值。
其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
然后再看看怎么把相位噪聲換算到EVM上。
既然,現(xiàn)在只是考慮相位噪聲對(duì)EVM的影響,所以可以不考慮幅度誤差。
并且,假設(shè)上述的矢量誤差,是由于本振的相噪引起的。
本振的相噪,可以看成是一個(gè)很小的隨機(jī)相位量,定義為:
所以,實(shí)測(cè)的信號(hào),可以用下式進(jìn)行表示:
因此,誤差矢量的幅度如下圖所示:
相噪的自相關(guān)函數(shù)與其對(duì)應(yīng)的功率譜密度有如下的關(guān)系(我隨機(jī)過程學(xué)的不好,所以下面的式子,并不是很理解,先copy過來)。
所以(在文獻(xiàn)[1]的基礎(chǔ)上,補(bǔ)了個(gè)dt,還有綠圈中為啥又不是Ts了呢?不過可以先看結(jié)論):
假設(shè)本振的環(huán)路帶寬相對(duì)較寬,則由于相噪累積出來的能量為:
其中,Nphse是平均相噪,單位為dBc/Hz,BWsynth_loop是環(huán)路濾波器的帶寬,單位為Hz。
所以,
如果使用了多個(gè)本振,則
然后再看看仿真驗(yàn)證。
用SystemVue進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)當(dāng)LO不考慮相噪時(shí),EVM為0.79%。
當(dāng)相噪為:
-70dBc/Hz@100Hz,
-70dBc/Hz@1000Hz
-70dBc/Hz@100KHz
-174dBc/Hz@1MHz
時(shí),仿真得到的值為14.71%,而根據(jù)上述公式,計(jì)算得到的值為14.14%。兩種結(jié)果對(duì)比來看,理論公式的預(yù)估還是比較準(zhǔn)確的。
同時(shí),可以從星座圖中看到,測(cè)量點(diǎn)成為一個(gè)弧形,這也與開頭的假設(shè)相呼應(yīng),即沒有幅度誤差或者很小,只有相位誤差。
文獻(xiàn):【1】RF System Design of Transceivers for Wireless Communication