矢量信號分析儀在非線性失真的檢測方案中的應(yīng)用介紹

移動通信網(wǎng)絡(luò)所用功率放大器的一個關(guān)鍵性能參數(shù)為 非線性失真。但過度的非線性失真會使誤碼率( BER)提高，導(dǎo)致移動通信網(wǎng)絡(luò)中所傳輸?shù)恼Z音及數(shù)據(jù)信號質(zhì)量下降。幸運的是，該矢量信號分析儀不僅可以用于精確地檢測矢量及標(biāo)量的調(diào)制誤差，如誤差向量幅度( EVM)特性，還可用于評估放大器及系統(tǒng)失真特性。因分析儀進(jìn)行有效測量時亦無需任何特殊檢測環(huán)境或檢測信號，該分析儀可在移動通信網(wǎng)絡(luò)正常運行的情況下分析來自基站的沖擊信號。

通常依賴量程可調(diào)的伏特計或頻譜分析儀，采用雙音或多音方法1來確定被測器件(DUT)的壓縮點。網(wǎng)絡(luò)分析儀采用功率掃描作類似分析。這兩種方法中所用的信號皆為測試信號或是僅僅優(yōu)化用于頻譜帶寬或統(tǒng)計分布的信號，并非實際工作環(huán)境下的信號。   

可以利用矢量信號分析儀來測量標(biāo)量、矢量調(diào)制參數(shù)及數(shù)字調(diào)制移動無線信號的調(diào)制誤差。按現(xiàn)代的理念，因在常規(guī)的測量過程中已收集了所有必要的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備也應(yīng)可以測量及評估線性誤差。實際上，只需要一套標(biāo)準(zhǔn)的測試設(shè)備，并不需要附加的測量設(shè)備或特殊測試信號。   
圖1所示為一組典型的、使用矢量信號分析儀進(jìn)行測量的測試配置。帶同相、正交調(diào)制能力的信號發(fā)生器產(chǎn)生一個RF移動無線信號，并將其送至被測器件(DUT，如移動通信輸出放大器)的輸入端。放大器的輸出端通過衰減器(避免儀器工作范圍外的高壓)與矢量信號分析儀(如Rohde&Schwarz公司的FSQ-K70)輸入端相連。甚至可用這一組設(shè)備直接測量基站的RF輸出信號。   

圖2為矢量信號分析儀的框圖。經(jīng)數(shù)字調(diào)制的RF輸入信號通過RF及中頻級(模塊1、2)前往模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端(模塊數(shù)字信號處理器 DSP對基帶信號解調(diào)至位級(圖2中模塊7)，并產(chǎn)生一個與非失真發(fā)射信號相應(yīng)的基準(zhǔn)信號。信號分析儀僅需了解調(diào)制結(jié)構(gòu)及適當(dāng)濾波(模塊8)。在對中心頻率偏移、相位及符號定時(圖2，同步模塊9)校準(zhǔn)后，被測信號的幅度和相位與基準(zhǔn)信號相適應(yīng)，以取得EVM的均方根值( RMS)。在最后一級中，將被測信號與參考信號進(jìn)行比較(圖2模塊11)。在此時對典型調(diào)制誤差(如與時間對應(yīng)的幅度誤差，與時間對應(yīng)的相位誤差)進(jìn)行計算。這些信號用于表示矢量及星座圖或用于在以后計算失真特性。