【无线通信】误差矢量幅度（EVM）

本文主要是介绍【无线通信】误差矢量幅度（EVM），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

误差矢量幅度 (Error Vector Magnitude, EVM) 是一种用来评估数字通信系统中调制质量的重要指标。EVM 衡量的是理想信号与实际接收信号之间的差异，通常用来评估调制质量、信号完整性和接收机性能。

EVM的定义

在一个数字通信系统中，理想情况下接收到的信号应该精确地落在特定的理想星座点上（比如 QAM 或 PSK 星座图）。然而，由于各种现实因素，如噪声、失真、非线性效应和相位误差，接收到的信号可能会偏离理想位置。EVM 就是用来度量这种偏差的。

具体来说，EVM 是误差矢量与理想矢量的比值，表示为：

$$EVM=\frac{\text{误差矢量的均方根值}}{\text{理想信号矢量的均方根值}}$$

其中：

• 误差矢量 是指接收信号点与理想信号点之间的差异矢量。
• 理想信号矢量 是指理想情况下的信号点。

EVM 通常以百分比形式表示。EVM 值越低，表示系统的调制质量越高。

计算公式

假设接收到的符号为$r_k$，理想的符号为 $s_k$，那么 EVM 的计算公式为：
$$EVM=\frac{\sqrt{\frac{1}{N}{\sum }_{k=1}^N|r_k-s_k{|}^2}}{\sqrt{\frac{1}{N}{\sum }_{k=1}^N|s_k{|}^2}}\times 100\%$$
其中：

• $N$是总的符号数。
• $|r_k-s_k|$是误差矢量的模，表示实际接收符号与理想符号之间的距离。
• 分子表示误差矢量的均方根值 (RMS)，分母表示理想信号矢量的均方根值。

EVM的意义

• 低EVM值：表示接收信号与理想信号之间的误差很小，调制质量好，信号的传输可靠性高。
• 高EVM值：表示接收信号与理想信号之间的误差较大，可能是由于噪声、失真、干扰等原因，导致调制质量差。

EVM的典型应用

1. 无线通信系统测试：EVM 经常用于测试和评估无线通信设备（如手机、基站、Wi-Fi 路由器等）的调制和解调性能。
2. 调制质量分析：在调制解调过程中，EVM 可以帮助工程师识别系统中的问题，如信号失真、功放非线性等。
3. 标准合规性测试：许多通信标准（如 LTE、Wi-Fi）都规定了 EVM 的最大允许值，设备必须满足这些标准才能通过认证。

影响EVM的因素

1. 噪声：热噪声、相位噪声等都会增加接收信号的误差，进而增加 EVM。
2. 失真：非线性失真、增益压缩等会导致信号偏离理想星座点，增加 EVM。
3. IQ 不平衡：调制器或解调器中的 I/Q 失衡也会导致 EVM 增加。
4. 多径效应：在无线通信中，多径传播可能会引起符号间干扰，进而影响 EVM。

EVM的测量

EVM 的测量通常使用频谱分析仪、矢量信号分析仪等设备。在测试过程中，这些设备会生成理想的参考信号，并与实际接收到的信号进行比较，计算误差矢量并最终得出 EVM 值。

总结

EVM 是评价数字通信系统中调制质量的关键指标，通过衡量实际信号与理想信号之间的误差，帮助工程师优化系统性能并确保信号传输的可靠性。较低的 EVM 值通常意味着更高的信号质量和更低的误码率。

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