EVM是衡量数字信号质量常用的参数，能归纳反映影响信号完整性的各种要素，可是丈量和剖析进程却比较复杂。本文首要剖析了WLAN信号的帧结构和EVM测验进程，然后剖析测验EVM时外表需求留意的设置，最终介绍IQxel剖析EVM时灵敏的参数设置，能够满意研制和出产进程的各种需求。
差错矢量起伏(EVM)是衡量WLAN信号质量的一个重要目标。环境噪声、寄生信号、杂散信号、相位噪声和信号紧缩等要素都会下降信号的EVM，因而EVM供给一个归纳的信号质量剖析。为了进步频谱利用率和数据速率，IEEE规范中引进了64QAM、256QAM等更高阶调制办法，对EVM目标的要求也越来越高。而EVM测验成果或许因为相位捕获、信道估量、频率同步、数据帧均衡等设置不同而不同。咱们首要从剖析WLAN信号帧结构开端，了解为什么这些设置会影响EVM的测验成果。
1. WLAN信号帧结构
IEEE802.11a/g/n/ac规范都选用正交频分复用(OFDM)的调制办法。OFDM将信道分红若干正交子信道，将高速数据信号转化成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。每个子载波传输QAM或PSK编码的不同数字信号。子载波分为数据子载波和用来同步的导频子载波。子载波的数量随信道带宽和规范的不同而改变，比方802.11a的20MHz带宽信号包含52个子载波(48个数据子载波和4个导频子载波)，160MHz的802.11ac信号包含484个子载波(468个数据子载波和16个导频子载波)。
WLAN信号在时域是以数据帧的办法传输，每个数据帧由前导码(preamble)、包头(header)、数据负载(data)和帧校验序列(FCS)组成，如图1所示。前导码用来同步和信道均衡，11n规范中界说了6种PLCP Preamble类型，其间一切OFDM数据帧中都界说了10位短练习序列(STF)符号，2位长练习序列(LTF)符号。短练习序列用来信道自动增益控制(AGC)、分集挑选和载波频率偏移粗调，长练习序列用来载波频率精调。PLCP包头传输解码需求的本地信息，包含PPDU传输速率、PSDU传输时刻、服务比特和校验位(CRC)。负载包含不同长度的报文信息。FCS是802.11规范帧中最终四个字节，用来循环冗余校验(CRC)。
图1. 802.11数据帧结构
2. EVM目标的丈量进程
测验EVM时，因为仪器对抱负信号不知道，丈量核算时是先将测验到的信号康复到比特数据，作为原始信号，然后再对原始信号进行调制等处理后得到参阅信号。测验信号和参阅信号进行比较得到EVM.IEEE 802.11规范中界说的WLAN信号EVM核算进程如下：
a)检测数据帧的开端方位
b)检测短练习序列和长练习序列，树立准确时刻同步(在一个采样分辨率内)
c)预算粗谐和细调频率偏置
d)依据预算的频率偏置，批改帧的频偏
e)预算每一个子载波和每一条传输链路的信道呼应系数
f)将每个OFDM数据符号转化为各个子载波的接纳信号。从一切数据流的导频子载波中预算出相位，依据预算的相位批改子载波信号。将接纳链路每个子载波上的数据分组成矢量数据序列，将此矢量序列乘以信道相位估量中生成的迫零均衡矩阵。
g)对每个空间流的数据子载波解调出的矢量方位，找到最近的星座图点，核算与抱负星座图点的欧式间隔。
h)核算帧中一切有效值(RMS)差错的平均值，核算公式如下：
其间：Nf是丈量的帧数
I0(if，is，iss，isc)，Q0(if，is，iss，isc)表明子载波isc，空间数据流iss和帧if中OFDM符号is对应的抱负星座图符号点。
I(if，is，iss，isc)，Q(if，is，iss，isc)表明子载波isc，空间数据流iss和帧if中OFDM符号is对应的实践星座图符号点。
P0是星座图的平均功率。
IEEE规范中界说WLAN信号EVM测验成果至少需求收集20个帧(Nf)，每个帧包含至少16个OFDM符号，每个符号承载的数据为随机数。规范也对不同的调制技能规则了不同的EVM核算办法，关于802.11b/g的相对低数据速率直接序列扩频(DSSS)信号，核算EVM峰值。而关于802.11a/g /n/ac的高数据速率OFDM信号，则核算多载波与多符号的EVM平均值，即EVM成果是一切帧EVM有效值(RMS)的平均值。 3.优化外表的EVM测验功能
在大多数WLAN使用中，WLAN基带处理器对信号进行调制，在片内或片外的D/A转化之后，供给I(同相)与Q(正交)的模拟输出信号，由随后的RF部分进行上变频。WLAN基带处理器的操作一般不是形成发射信号恶化的原因，信号恶化主要是因为经PCB设备和RF电路的模拟信号处理形成的。%&&&&&%改变、PCB印刷线路布局缺点、晶体振荡器与频率合成器的不安稳性、功率放大器的失真以及寄生信号的存在都会导致发射信号质量下降。
EVM将表征发射RF信号的许多参数简化为单一参数。在出产线测验中，EVM能够简化发射机的质量保证，并进步测验吞吐量。而在规划进程中，EVM则是一个很有价值的整体信号质量目标，特别是在与其它参数的丈量成果组合使用时，能够用来排查I/Q失衡(起伏、相位、群推迟)、相位噪声、寄生信号与瞬态效应、信号紧缩等要素带来的信号质量恶化。
外表测验的EVM目标不只包含发射信号自身的EVM，也包含外表引进的寄生EVM.为了减小丈量外表的系统差错，用作剖析和发射WLAN信号的外表需求有优异的I/Q起伏精度和相位平衡、直流偏置、相位噪声和模数量化噪声功能。WLAN芯片厂家一般主张客户挑选的EVM测验外表有大于10dB的测验余量，比方802.11ac草案中MCS9(256QAM，5/6编码率)的EVM目标是-32dB，那么外表的寄生EVM主张小于-42dB.EVM目标测验过中需求留意的设置包含：
a.参阅电平设置。外表参阅电平设置决议了前端衰减器和功放的参数，也决议了进入混频器等电路的信号电平。底噪和非线性失真对EVM成果的影响决议了参阅电平设置的最小和最大值。信号电平太低时，噪声约束了信噪比和下降了EVM.信号电平太高时，信号失真带来载波间搅扰下降了EVM.更改输入信号电平缓带宽等参数时，都应该从头设置参阅电平。
b.外表本振相位噪声对EVM剖析成果有显着的影响。外表常用的恒温晶体振荡器(OCXO)室温下一般需求10分钟左右安稳时刻。主张外表预热或作业一段时刻今后再进行EVM测验。
c.杂散信号影响。杂散信号会搅扰频带内的信号，以及影响丈量的动态规模。当输入信号电平比较低时，外界环境搅扰对EVM测验成果的影响会比较大。一般主张被测设备在电波暗室或屏蔽箱内进行测验。
EVM的测验成果与丈量中相位捕获、信道估量、符号时钟捕获、频率同步、起伏捕获等设置相关。这些设置在研制阶段能协助工程师发现和剖析许多影响信号质量的问题。但一起也常常引起EVM测验成果不一致的困惑。鄙人一节将结合IQxel的EVM剖析功能来介绍不同设置对EVM成果的影响。
4. IQxel在EVM丈量中的灵敏设置
莱特波特公司供给的IQxel外表是现在干流的的WLAN测验仪，被芯片厂家、规划公司、出产制作企业和检测认证组织广泛选用。凭仗超卓的功能、灵敏的装备和立异的规划，IQxel占有802.11ac信号测验外表90%以上的市场份额。IQxel外表中关于EVM目标测验既有契合IEEE规范的默认设置，也有满意研制用户的多种设置，协助用户剖析和发现引起信号质量恶化的原因。
针对IEEE802.11规范中不同的调制办法，IQxel在剖析WLAN信号EVM时，有直接序列扩频(DSSS)和正交频分复用(OFDM)两种规范挑选。WiFi 802.11a/g/n/ac规范对应的OFDM调制信号EVM剖析包含如下设置选项：
表1. IQxel剖析OFDM信号EVM目标时各种设置 用户常常会陈述不同外表的EVM测验成果不一致。首要需求检查不同外表剖析EVM目标时的设置。主张选用IEEE规范规则的办法进行设置，只对前导码进行均衡和导频相位进行捕获。或许参照WLAN芯片厂家引荐的办法设置。
IQxel剖析的EVM成果中有悉数导频子载波的EVM(EVM Pilot)，悉数数据子载波的EVM(EVM Data)和悉数子载波的EVM平均值，以及每个子载波悉数符号的差错矢量起伏平均值与OFDM子载波数的联系图(EVM vs.Subcarrier Plot)和帧数据内一切子载波每个符号的EVM平均值(EVM vs. Symbol Plot)。用户能够检查WLAN信号剖析中一切需求的EVM目标。EVM一般用dB表明，也有用百分数表明，两者的联系EVMdB=20log(EVM%)。
