常见的非理想性因素:直流偏置、频偏、相位偏差、采样偏差、IQ不平衡
1、直流偏置对星座图影响
由于零中频信号的有用信号位置位于直流及直流附近,各种原因会产生直流便宜。在OFDM系统中,尤其是LTE/5G,0号子载波上都发送有数据,如果直流偏置估计不准确,对星座图影响如下图所示,途中黑色为正常星座图,红色为带有直流偏置的星座图。可见在星座图上有一个整体的矢量偏移。
2、频偏对星座图影响
频率偏移的来源一般是收发设备两端的载波频率不同或多普勒效应。发送端和接收端的振荡器是完全独立的设备,所以一般会有一定的偏差。多普勒效应则是高速移动产生的相对运动导致的频率偏移,因为频率偏移在时间上会累积,在0~2pi一直累积循环,因此一般的频率偏移会导致星座图转圈。频偏较小的时候,由于一直没有累积到2pi,星座图转圈类似于眉毛,如下图所示。
频偏较大的时候,频率误差已经累计超过2pi,就会出现转圈的情况,如下图所示:
3、相位偏差对星座图的影响。
相位偏差是同步的时间差或参考信号错帧会产生固定的相位,因此对星座图是整体的相位旋转。一般情况下不超过CP长度,信道均衡可以去除。
4、采样偏差对星座图影响
采样偏差是指采样时钟的相位偏差,发射机和接收机的采样速率频率一致时,会发生相位偏差。当存在相位偏差时,发射机和接收机的采样时间不一致。那么接收机的采样时刻与最佳采样时刻之间存在某个固定的时间差,导致有些采样点不是最佳采样点。对星座图的幅度有影响。
5、IQ不平衡对星座图影响
IQ不平衡是指I路和Q路两路本振信号的幅度不再相同,相位差也不再等于90°,即不再正交。
幅度不平衡会导致星座图横纵坐标的模不再相同,对星座图影响如下。
相位不平衡,IQ两路会出现相位差,此时各个星座点的能量不再相等。
相位不平衡,IQ两路会出现相位差,此时各个星座点的能量不再相等。