第1讲 数字射频通信简介
1.7 矢量星座(I/Q)图
矢量示意图,通常更多地称为数字调制的IQ图,显示了时间上各个时刻所恢复的复杂I-Q基带信号。它显示了信号状态以及信号在符号之间移动时的跳变过程。从原点到矢量示意图上某个点绘制的矢量线对应着此刻的瞬时电压。
图1-7显示了本实验中QPSK调制信号的I-Q图示例。I-Q图显示了4个理想的状态位置(以十字表示),分别是45°、135°、-45°和-135°。还有已检测的符号和符号间的跳变。I-Q图给出了峰均电压比,它可用于确定放大器的压缩情况。
矢量图解释
在I-Q平面上查看信号时,记住你是在观察信号相对载波的幅度和相位。未调制的载波是相位参考(0°)。图1-7中,每个检测的符号都是相对未调制载波以不同的幅度和相位进行调制,但频率与载波一致。如果检测到符号频率与未调制载波的不同,它的表象是信号相对未调制载波连续增加或减小相位似的移动。还有,数字调制属于三维测量,根据Ⅰ(同相)/Q (正交)分量与时间的关系进行调制。而IQ图仅是二维图,所以与I-Q平面(或CRT屏幕)垂直的时间参数无法显示。
星座图
图1-7(b)显示了与前面相同的QPSK信号的星座图。星座图显示了与符号时钟同步的载波幅度和相位。这些测量点通常就是检测判断点,代表已检测的符号。它与I-Q图类似,只是不显示状态间的跳变轨迹轨迹。
理想状态下,所有符号都应显示为单点,并集中在理想状态位置处(以十字坐标示)。理想状态是指信号没有误差时的符号位置。不过由于信号的损伤及其它调制误差会造成偏差,符号会分散在理想状态位置的周围,显示的实际已检测符号与理想状态可以帮助您直观地了解信号质量。星座图有助于识别幅度不平衡、正交误差或相位噪声等信号损伤。
误差矢量幅度(EVM)
在数字通信系统中应用最为广泛的调制质量指标是误差矢量幅度(EVM)。误差矢量是指在给定时间的理想参考信号和所测信号之间的矢量差,参见图 1-8。误差矢量是一个复参量,包含幅度和相位分量。不要将误差矢量幅度与幅度误差、误差矢量相位与相位误差相混淆。
EVM 定义为在符号时钟跳变时刻误差矢量的均方根(rms)。按照惯例,EVM通常归一化为最外面符号的幅度或符号平均功率的平方根。EVM 测量在有些通信标准中也称为相对星座误差(RCE),各种相关数据结果对于任意数字调制格式中影响信号的幅度和相位轨轨迹路的损伤都十分敏感。因此,EVM是一种分析诊断通信系统基带、中频或射频部分中的故障的理想测量工具。
本讲介绍了运用在基于软件无线电YunSDR的矢量信号分析中的矢量/数字调制技术和数字调制分析的基本原理,描述了数字(矢量或I-Q)调制和常见数字调制格式,也描述了无线接收机和发射机的方框图,介绍了生成、发射、接收以及恢复原始数字信息的过程及相关解调参数。这部分侧重基本概念的解释,需要指出的是,这些概念是软件无线电中最基本也是最重要的概念,理解各个部分有助于下面的实验的开展和整体把握,读者应认真对待。
文章来源:威视锐科技