射頻常見指標二
內容簡介
1、Modulation/Switching Spectrum
2、SEM
3、EVM（誤差矢量）
4、為何發射信號的信噪比並不重要
5、EVM與ACPR/ACLR的關係
一、Modulation/Switching Spectrum
回到GSM全球移動通信系統，Modulation Spectrum（調製譜）和Switching Spectrum（切換譜/開關譜）也是扮演了鄰道洩漏比(ACLR)相似的角色;
不同的是它們的測量帶寬並不是GSM信號的佔用帶寬;
從定義上看，可以認為調製譜是衡量同步系統之間的干擾，而切換譜是衡量非同步系統之間的干擾（事實上如果不對信號做gating，切換譜一定是會把調製譜淹沒掉的）;
這就牽涉到另一個概念：GSM系統中，各小區之間是不同步的，雖然它用的是TDMA；而相比之下，TD-SCDMA和之後的TD-LTE，小區之間是同步的(那個飛碟形狀或者球頭的GPS天線永遠是TDD系統擺脫不了的桎梏) ;
因為小區間不同步，所以A小區上升沿／下降沿的功率洩漏可能落到B小區的payload部分，所以我們用切換譜來衡量此狀態下發射機對鄰信道的干擾;
而在整個577us的GSM timeslot裡，上升沿／下降沿的佔比畢竟很少，多數時候兩個相鄰小區的payload部分會在時間上交疊，評估這種情況下發射機對鄰信道的干擾就可以參考調製譜;
二、SEM (Spectrum Emission Mask)
這是一個“帶內指標”，與spurious emission區分開來，後者在廣義上是包含了SEM的，但是著重看的其實是發射機工作頻段之外的頻譜洩漏，其引入也更多的是從EMC的角度;
SEM是提供一個“頻譜模版”，然後在測量發射機帶內頻譜洩漏的時候，看有沒有超出模版限值的點;
可以說它與ACLR有關係，但是又不相同;
ACLR是考慮洩漏到鄰近信道中的平均功率，所以它以信道帶寬為測量帶寬，它體現的是發射機在鄰近信道內的“噪聲底”；
SEM反映的是以較小的測量帶寬（往往100kHz到1MHz）捕捉在鄰近頻段內的超標點，體現的是“以噪聲底為基礎的雜散發射”;
如果用頻譜儀掃描SEM，可以看到鄰信道上的雜散點會普遍的高出ACLR均值，所以如果ACLR指標本身沒有餘量，SEM就很容易超標;
反之SEM超標並不一定意味著ACLR不良，有一種常見的現象就是有LO的雜散或者某個時鐘與LO調製分量（往往帶寬很窄，類似點頻）串入發射機鏈路，這時候即便ACLR很好，SEM也可能超標。
三、EVM（誤差矢量）
EVM是一個矢量值，也就是說它有幅度和角度，它衡量的是“實際信號與理想信號的誤差”，這個量度可以有效的表達發射信號的“質量”——實際信號的點距離理想信號越遠，誤差就越大，EVM的模值就越大;
四、為何發射信號的信噪比並不重要
第一是發射信號的SNR往往遠遠高於接收機解調所需要的SNR；
第二是我們計算接收靈敏度時參考的是接收機最惡劣的情況，即在經過大幅度空間衰落之後，發射機噪聲早已淹沒在自然噪聲底之下，而有用信號也被衰減到接收機的解調門限附近;
但是發射機的“固有信噪比”在某些情況下是需要被考慮的，譬如近距離無線通信，典型的如802.11系列;
802.11系列演進到802.11ac的時候，已經引入了256QAM的調製，對於接收機而言，即便不考慮空間衰落，光是解調這樣高階的正交調製信號就已經需要很高的信噪比，EVM越差，SNR就越差，解調難度就越高;
做802.11系統的工程師，往往用EVM來衡量Tx線性度；而做3GPP系統的工程師，則喜歡用ACLR/ACPR/Spectrum來衡量Tx線性性能。
從起源上講，3GPP是蜂窩通信的演進道路，從一開始就不得不關注鄰信道、隔信道（adjacent channel, alternative channel）的干擾。換句話說，干擾是影響蜂窩通信速率的第一大障礙，所以3GPP在演進的過程中，總是以“干擾最小化”為目標的：GSM時代的跳頻，UMTS時代的擴頻，LTE時代RB概念的引入，都是如此;
而802.11系統是固定無線接入的演進，它是秉承TCP/IP協議精神而來，以“盡最大能力的服務”為目標，802.11中經常會有時分或者跳頻的手段來實現多用戶共存，而佈網則比較靈活（畢竟以局域網為主），信道寬度也靈活可變。總的來說它對干擾並不敏感（或者說容忍度比較高）;
通俗的講，就是蜂窩通信的起源是打電話，打不通電話用戶會去電信局砸場子；802.11的起源是局域網，網絡不好大概率是先耐著性子等等（其實這時候設備是在作糾錯和重傳）;
這就決定了3GPP系列必然以ACLR/ACPR一類“頻譜再生”性能為指標，而802.11系列則可以以犧牲速率來適應網絡環境;
具體說來，“以犧牲速率來適應網絡環境”，就是指的802.11系列中以不同的調製階數來應對傳播條件：當接收機發現信號差，就立即通知對面的發射機降低調製階數，反之亦然。前面提到過，802.11系統中SNR與EVM相關很大，很大程度上EVM降低可以提高SNR。這樣我們就有兩種途徑改善接收性能：一是降低調製階數，從而降低解調門限；二是降低發射機EVM，使得信號SNR提高;
因為EVM與接收機解調效果密切相關，所以802.11系統中以EVM來衡量發射機性能（類似的，3GPP定義的蜂窩系統中，ACPR/ACLR是主要影響網絡性能的指標）；又因為發射機對EVM的惡化主要因為非線性引起（譬如PA的AM-AM失真），所以EVM通常作為衡量發射機線性性能的標誌;
五、EVM與ACPR/ACLR的關係
很難定義EVM與ACPR/ACLR的定量關係，從放大器的非線性來看，EVM與ACPR/ACLR應該是正相關的：放大器的AM-AM、AM-PM失真會擴大EVM，同時也是ACPR/ACLR的主要來源；
但是EVM與ACPR/ACLR並不總是正相關，我們這裡可以找到一個很典型的例子：數字中頻中常用的Clipping，即削峰。Clipping是削減發射信號的峰均比（PAR），峰值功率降低有助於降低通過PA之後的ACPR/ACLR；
但是Clipping同時會損害EVM，因為無論是限幅（加窗）還是用濾波器方法，都會對信號波形產生損傷，因而增大EVM;
