Величина вектора ошибки (EVM) - это измерение характеристик модулятора или демодулятора при наличии нарушений. По существу, EVM является векторной разностью в данный момент времени между идеальным (переданным) сигналом и измеренным (принятым) сигналом. При правильном использовании эти измерения могут помочь в идентификации источников ухудшения сигнала, таких как фазовый шум, I-Q дисбаланс, амплитудная нелинейность и искажение фильтра
Эти типы измерений полезны для определения производительности системы в приложениях связи. Например, определение того, соответствует ли система EDGE 3GPP стандартам радиопередачи, требует точного RMS, EVM, Peak EVM и 95-го процентиля для измерений EVM.
Пользователи могут создавать объект EVM двумя способами: с помощью объекта по умолчанию или путем определения пар параметр-значение. Как определено стандартом 3GPP, единица измерения для измерений RMS, Maximum и Percentile EVM составляет процентиль (%). Дополнительные сведения см. в разделе Измерение EVM или comm.EVM страница справки.
Communications Toolbox™ предоставляет два блока, которые можно использовать для измерения точности модулятора: EVM Measurement и MER Measurement.
В этом примере выполняется тестирование датчика EDGE на предмет нарушений конструкции системы с использованием измерений EVM. В этом примере блок EVM Measurements сравнивает идеальный опорный сигнал с измеренным сигналом, а затем вычисляет значения RMS EVM, максимального EVM и процентиля EVM. Согласно стандарту EDGE [1] величина вектора ошибки принятого сигнала, вычисленная относительно передаваемого сигнала, не должна превышать следующих значений:
Стандартные спецификации измерений EDGE [2]
| Измерение | Мобильная станция | Базовая приемопередающая станция | ||
|---|---|---|---|---|
| Нормальный | Чрезвычайный | Нормальный | Чрезвычайный | |
| RMS | 9% | 10% | 7% | 8% |
| Пик EVM | 30% | 30% | 22% | 22% |
| 95-й процентиль EVM | 15% | 15% | 11% | 11% |
В этом примере используется эта модель.
Эту модель можно открыть, введя doc_evm в командной строке MATLAB ®.
Модель по существу содержит три части:
Передатчик
Обесценение получателя
Расчет EVM
Следующие разделы учебного пособия содержат описания для каждой части модели.
Передатчик. В состав датчика входят следующие блоки:
Блок генератора случайных целых чисел моделирует формирование случайных данных. Стандарт EDGE указывает, что передатчик выполняет измерения во время полезной части пакета, исключая хвостовые биты, по крайней мере, 200 пакетов. В этом режиме передатчик выдает 435 символов на пачку (9 дополнительных символов учитывают задержки фильтра). Блок «Фазовое смещение» обеспечивает непрерывное вращение фазы 3δ/8 к сигналу. В целях синхронизации блок Upsample избыточно дискретизирует сигнал в 4 раза.
Блок дискретного КИХ-фильтра обеспечивает линеаризацию импульсов GMSK, главную составляющую в разложении Лорана модуляции GMSK [3]. Вспомогательная функция вычисляет коэффициенты фильтра и использует цифровой КИХ-фильтр прямой формы для создания эффекта формирования импульса. Нормализация фильтра обеспечивает единичное усиление на главном отводе.
Блок дисбаланса I/Q моделирует нарушения работы передатчика. Этот блок добавляет вращение к сигналу, имитируя дефект в тестируемом передатчике. Амплитудный дисбаланс I/Q равен 0.5 dB, и дисбаланс фазы I/Q равен 1°.
Обесценение получателя. В этой модели блок тепловых шумов приемника представляет нарушения приемника. Эта модель предполагает 290 K тепловых шумов, представляющих дефекты тестируемого оборудования.
Расчет EVM. Расчет EVM основан на следующих блоках:
Дискретный фильтр FIR (Simulink)
Селектор (симулятор)
Дисплей (Simulink)
Блок измерения EVM вычисляет разность векторов между идеальным опорным сигналом и ослабленным сигналом. Выход фильтра FIR обеспечивает Reference вход для блока EVM. Выходной сигнал блока «Noise Temperature» обеспечивает сигнал с нарушением Input порт блока EVM.
В то время как блок имеет различные доступные опции нормализации, стандарт EDGE требует нормализации с помощью Average reference signal power. В целях иллюстрации в этом примере блок EVM выводит значения среднеквадратичных, максимальных и процентильных измерений.
Экспериментирование с моделью
Запустите модель, нажав кнопку воспроизведения в окне модели Simulink.
Проверьте выходные данные блока EVM и сравните измерения с предельными значениями в таблице EDGE Standard Measurement Specifications.
В этом примере блок измерения EVM вычисляет следующее:
Наихудший вариант RMS EVM за всплеск: 9,77%
Пик EVM: 18,95%
95-й процентиль EVM: 14,76%
В результате этот моделируемый передатчик EDGE проходит тест EVM для мобильной станции в экстремальных условиях.
Дважды щелкните по блоку Дисбаланс ввода/вывода.
Войти 2 в I/Q дисбаланс (дБ) и нажмите кнопку ОК.
Нажмите кнопку «Воспроизведение» в окне модели Simulink.
Проверьте выходные данные блока EVM. Затем сравните измерения с предельными значениями в таблице Спецификации стандартных измерений EDGE (EDGE Standard Measurement Specifications).
В этом примере блок измерения EVM вычисляет следующие результаты:
Наихудший вариант RMS EVM за всплеск: 15,15%
Пик EVM: 29,73%
95-й процентиль EVM: 22,55%.
Эти значения EVM явно неприемлемы в соответствии со стандартом EDGE. Можно поэкспериментировать с другими значениями дисбаланса ввода/вывода, изучить влияние на расчеты и сравнить их со значениями, приведенными в таблице.
[1] 3GPP TS 45.004, "Сети радиодоступа; Модуляция ", выпуск 7, версия 7.2.0, 2008-02.
[2] 3GPP TS 45.005, "Сеть радиодоступа; Радиопередача и прием ", версия 8, версия 8.1.0, 2008-05.
[3] Лоран, Пьер. «Точное и приблизительное построение цифровой фазовой модуляции путем наложения амплитудно-модулированных импульсов (AMP)». Транзакции IEEE по коммуникациям. Том COM-34, № 2, февраль 1986, стр. 150-160.