針對無(wú)線(xiàn)寬帶相位噪聲的測試方案

　　無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)業(yè)正在通過(guò)增加調制復雜度和調制帶寬向著(zhù)更高的射頻（RF）頻率和數據率的方向發(fā)展。這些寬帶無(wú)線(xiàn)系統必須要有可靠的測量技術(shù)作為支持。

　　關(guān)鍵指標

　　誤差矢量幅度（EVM）是一種嚴格的規范，經(jīng)常用于描述傳輸信號的調制質(zhì)量。EVM測量的是理想的參考波形與被測波形之間的差別。如果接收機的EVM很差，它能夠正確恢復傳輸信號的能力就會(huì )下降，這會(huì )增加蜂窩邊緣的誤碼率（BER），導致覆蓋范圍縮小。

圖1 上述的QPSK信號中的相位抖動(dòng)降低了接收機的靈敏度

　　造成EVM差的原因之一是發(fā)射機和接收機當中所有振蕩器的相位噪聲。正交相移鍵控調制（QPSK）信號的相位噪聲看上去像星座圖的旋轉（見(jiàn)圖1），縮短了星座點(diǎn)之間的距離，所以對于給定的誤碼率，接收機就需要更高的信噪比。因此相位噪聲降低了接收機的靈敏度。

　　對于像LTE和WiMAX當中的正交頻分復用（OFDM）信號，本振（LO）的相位噪聲疊加在n個(gè)副載波上的。這里的相位噪聲有兩個(gè)效果：（1）所有副載波的隨機相位旋轉常稱(chēng)為公共相位誤差（CPE）；（2）載頻間干擾（ICI）是由給定的副載波被n-1個(gè)相鄰的帶有噪聲的副載波惡化而產(chǎn)生的。

　　OFDM符號包含特定的被稱(chēng)為“導頻”的副載波，“導頻”能幫助接收機跟蹤到CPE，同時(shí)估計出傳輸信道的頻率響應。這些“導頻”并不會(huì )改善ICI，但它仍然會(huì )影響EVM。這會(huì )導致相位噪聲對OFDM的影響略微不同于對傳統的QPSK信號的影響，但是相位噪聲仍然是信號惡化的一個(gè)重要原因。

　　對于64-QAM調制的OFDM來(lái)說(shuō)，對發(fā)射機輸出端的EVM的要求非常嚴格：均方根的典型值是2.7%左右。這就是為什么本振的相位噪聲和抖動(dòng)對于本振鎖相環(huán)（PLL）的設計很關(guān)鍵的原因。要實(shí)現均方根2.7%的EVM，我們推薦將總相位抖動(dòng)均方根值低于1°作為選擇合成器的標準。

　　測量相位噪聲

　　由于相位噪聲對EVM有如此重要的影響，所以在開(kāi)發(fā)過(guò)程中檢驗本振的相位噪聲性能就非常關(guān)鍵。雖然低成本設備（比如用戶(hù)設備或者毫微微蜂窩設備）的生產(chǎn)測試次數較少，不允許進(jìn)行這種深入測試，但是相位噪聲測量功能卻有助于過(guò)程監控和排除生產(chǎn)問(wèn)題。

圖2 CW信號在它的邊緣展示了相位噪聲

　　在頻譜分析儀中，通過(guò)觀(guān)察信號的“邊緣”，可以很容易看到相位噪聲。頻率相當緩慢的傾斜就顯示了相位噪聲（見(jiàn)圖2）。然而這幅頻譜分析儀的圖并沒(méi)有顯示抖動(dòng)強度有多大。