调制精度是无线通信发射机的一个关键参数。调制精度用调制误差矢量来表示,指的是调制矢量星座图上实际符号位置与理论符号位置之差。通过一个例子能够更好地解释。在CDMA反向链路中,考虑到功率效率与频谱效率,移位四相相移键控(offset QPSK,OQPSK)调制用于伪噪声(pseudo noise,PN)扩频码。OQPSK调制的射频信号可以表示为一个同相和正交信号的组合,即
式中,aI(t)和aO(t)分别为同相和正交信号的振幅,有
式中:A是调制信号的振幅;{Ik}和{Qk}是值为1或-1的同相信号I与正交信号Q的PN序列,实际上是将I和Q的传播数据PN序列通过将0转换为1、1转换-1的映射;Tc为扩频PN码码片的持续时间;g(t)为脉冲整形滤波器的时域响应,它在脉冲整形之前应当为矩形脉冲,g(t)=gr(t)定义如下:
为了简化,矩形脉冲用于以下分析。结合式(8.4)~式(8.6),可将式(8.3)重写为
φ(t-kTc)的真是值φk-或φk,如表8.1所示。
表8.1 信号I和Q的相移映射序列
使用时间步长为Tc/2(半个码片的持续时间)的离散时间变量代替连续时间变量,且考虑到式(8.3)、式(8.7)和式(8.8),式(8.4)和式(8.5)中当t=k1·Tc/2时的基带调制I/Q信号,可得到以下式子:
式中,k1为时间常数k1·Tc/2;调制角度φ(k1)由式(8.8)确定,且映射在表8.1中给出。调制可以用矢量形式表示为
图8.2 理想的OQPSK调制星座图(a)与对应的畸变的调制星座图(b)
在无线通信系统中,调制精度用误差矢量幅度(error vector magnitude,EVM)来表示,定义为实际信号与理想信号间的平均平方误差,且被理想信号平均功率归一化后的值。EVM在数学上表示为
式中,E{·}表示总体平均值的期望值。
在CDMA系统中,波形品质因数ρ替代了EVM,用来表示调制精度。波形品质因数被定义为实际波形Z(t)与理想波形R(t)之间的相关系数,表示为
式中,Rk=Rk(tk)为测量周期中理想信号的第k个采样;Zk=Zk(tk)为测量周期中实际信号的第k个采样;M为半码片周期中的测量时间周期,至少应为1 229个半码片周期(0.5 ms)。
当理想信号与误差信号间的互相关可以忽略的时候,ρ与EVM大致有如下关系
接下来将讨论导致调制精度下降的因素。尽管来自这部分的大多数结果或许是从发射机分析中所得出,但同样适用于对接收机链中调制精度的求值。(www.daowen.com)
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