1、 簡介

現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術極大地提高了頻譜效率，這在有限頻譜資源的工作環(huán)境中至關重要。然而，這些復雜的調(diào)制技術可能會增加失真，稍有不慎，就可能在通信系統(tǒng)中引發(fā)問題。在射頻/微波設計中，一個常見的挑戰(zhàn)是精確測量復雜信號的功率電平。如果沒有對信號的功率統(tǒng)計特性進行明確定義，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)，需要計算PDF的積分。最后，對CDF進行取反即可得到CCDF。也就是說，CCDF是CDF的補集(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軸的起點設為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)學理論應用于輸入信號，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)計特性，從而優(yōu)化產(chǎn)品設計，實現(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2 GHz和4 GHz，這對于如圖2所示的4096QAM等高帶寬信號至關重要。

3、 優(yōu)化CCDF設置

普尚電子的頻譜分析儀的CCDF測量功能能夠全面表征復雜調(diào)制信號的功率統(tǒng)計特性，進行準確且可重復的CCDF測量的關鍵在于優(yōu)化分析儀的設置，以便最佳地捕獲和調(diào)理輸入信號。

在進行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出現(xiàn)了壓縮，觀察CCDF特性可以進一步確定問題所在。

在信號分析儀中設置正確的中心頻率后，將信道帶寬設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)設置

當測量諸如時分雙工(TDD)信號這樣的突發(fā)信號時，需要相應地調(diào)整測量間隔，以僅測量信號突發(fā)時的激活時間。應將[測量間隔]設置為信號活躍的時間，即信號突發(fā)的長度。如果測量間隔設置不正確，則功率統(tǒng)計值可能會偏低或偏高。

圖4. 測量設置和觸發(fā)菜單面板

現(xiàn)在，已經(jīng)設置了信道帶寬和測量間隔，可以通過一個方程式來幫助確定采樣點數(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]

應當注意，1.25和1.20的采樣率并不違反奈奎斯特定理，因為它們是復采樣率。復IQ信號的采樣率是原始采樣率的一半，因為兩個ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)采樣值對應于一個復IQ信號采樣值,相應的原始采樣率分別是2.5和2.4。

采樣點數(shù)和測量周期數(shù)是相互關聯(lián)的，不能彼此獨立改變，如方程4所示。

Counts/Meas Cycles=Sampling Frequency*Meas Interval  [Equation 4]