1、 簡介
現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)極大地提高了頻譜效率，這在有限頻譜資源的工作環(huán)境中至關(guān)重要。然而，這些復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)可能會增加失真，稍有不慎，就可能在通信系統(tǒng)中引發(fā)問題。在射頻/微波設(shè)計(jì)中，一個(gè)常見的挑戰(zhàn)是精確測量復(fù)雜信號的功率電平。如果沒有對信號的功率統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行明確定義，那么將無法有效地開發(fā)通信系統(tǒng)。
2、 CCDF
圖1. CCDF的數(shù)學(xué)起源
首先，如圖1，是具有概率密度函數(shù)(PDF)的數(shù)據(jù)。為了獲得累積分布函數(shù)(CDF)，需要計(jì)算PDF的積分。最后，對CDF進(jìn)行取反即可得到CCDF。也就是說，CCDF是CDF的補(bǔ)集(CCDF = 1–CDF)。為了生成如圖1所示的CCDF曲線，需要將y軸轉(zhuǎn)換為對數(shù)形式，并將x軸的起點(diǎn)設(shè)為0 dB。對數(shù)y軸可以為低概率事件提供更好的分辨率。
CCDF 將這一數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于輸入信號，并顯示結(jié)果。信號的調(diào)制格式會影響其功率特性。一些數(shù)字調(diào)制格式具有較高的峰值平均功率比，而另一些則具有較小的峰值平均功率比，這也被稱為峰均比(crest factor)。許多新的調(diào)制方案采用正交頻分復(fù)用(OFDM)，具有與加性高斯白噪聲(AWGN)相似的噪聲特性。CCDF曲線，可以全面表征不同調(diào)制格式的功率統(tǒng)計(jì)特性，從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)更好的性能。
圖2. 4096QAM信號的CCDF曲線，中心頻率為20 GHz，帶寬為2 GHz
普尚電子的SP900系列信號分析儀，如SP900P和SP900S，其分析帶寬分別高達(dá)2 GHz和4 GHz，這對于如圖2所示的4096QAM等高帶寬信號至關(guān)重要。
3、 優(yōu)化CCDF設(shè)置
普尚電子的頻譜分析儀的CCDF測量功能能夠全面表征復(fù)雜調(diào)制信號的功率統(tǒng)計(jì)特性，進(jìn)行準(zhǔn)確且可重復(fù)的CCDF測量的關(guān)鍵在于優(yōu)化分析儀的設(shè)置，以便最佳地捕獲和調(diào)理輸入信號。
在進(jìn)行CCDF測量之前，首先需要了解輸入信號的調(diào)制格式和特性。利用分析儀的其他模式可以在時(shí)域和頻域中表征信號，并得到誤差矢量幅度(EVM)結(jié)果。例如，如果待測設(shè)備(DUT)在較高功率下EVM性能不佳，這可能表明系統(tǒng)中的放大器在最高峰值功率時(shí)出現(xiàn)了壓縮，觀察CCDF特性可以進(jìn)一步確定問題所在。
在信號分析儀中設(shè)置正確的中心頻率后，將信道帶寬設(shè)置為輸入信號的帶寬或稍大一些。
圖3. 4096QAM信號的中心頻率和信息帶寬(Info BW)設(shè)置
當(dāng)測量諸如時(shí)分雙工(TDD)信號這樣的突發(fā)信號時(shí)，需要相應(yīng)地調(diào)整測量間隔，以僅測量信號突發(fā)時(shí)的激活時(shí)間。應(yīng)將[測量間隔]設(shè)置為信號活躍的時(shí)間，即信號突發(fā)的長度。如果測量間隔設(shè)置不正確，則功率統(tǒng)計(jì)值可能會偏低或偏高。
圖4. 測量設(shè)置和觸發(fā)菜單面板
現(xiàn)在，已經(jīng)設(shè)置了信道帶寬和測量間隔，可以通過一個(gè)方程式來幫助確定采樣點(diǎn)數(shù)和測量周期數(shù)。
Counts=Meas Cycles*Sampling Frequency*Meas Interval [Equation 1]
wher Sampling Frequency is:
Sampling Frequency=1.25*Info BW [Equation 2]
Sampling Frequency=1.20*Info BW(When nearing the maximum Info BW) [Equation 3]
應(yīng)當(dāng)注意，1.25和1.20的采樣率并不違反奈奎斯特定理，因?yàn)樗鼈兪菑?fù)采樣率。復(fù)IQ信號的采樣率是原始采樣率的一半，因?yàn)閮蓚€(gè)ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)采樣值對應(yīng)于一個(gè)復(fù)IQ信號采樣值,相應(yīng)的原始采樣率分別是2.5和2.4。
采樣點(diǎn)數(shù)和測量周期數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，不能彼此獨(dú)立改變，如方程4所示。
Counts/Meas Cycles=Sampling Frequency*Meas Interval [Equation 4]
