隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的落地和不斷成熟，5G網(wǎng)絡(luò)和終端的產(chǎn)品化進(jìn)程也在極大地加速，這其中測(cè)試測(cè)量工具發(fā)揮了相當(dāng)重要的推動(dòng)作用。是德科技的VSA與X-app產(chǎn)品中的5G選件，作為功能強(qiáng)大的5G NR信號(hào)分析工具，廣泛地應(yīng)用于基站，芯片以及終端的研發(fā)與測(cè)試工作中。

　　在過去兩年的5G信號(hào)測(cè)試實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)了一些常見的共性問題，下面就結(jié)合從星座圖上直接觀測(cè)到的三種異常現(xiàn)象，分析其背后的原因并給出相應(yīng)的解決方法。

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　　窗花般的星座圖

　　相位補(bǔ)償 (Phase Compensation) 是5G NR信號(hào)定義中新引入的概念，用于解決發(fā)射端的中心頻點(diǎn)與接收端的中心頻點(diǎn)不一致而帶來的相位旋轉(zhuǎn)問題。

　　不同于LTE，由于5G NR支持多種可變的載波帶寬以及載波內(nèi)BWP的分配，因此收發(fā)兩端的中心頻點(diǎn)不一致是一個(gè)非常典型的場(chǎng)景，如不進(jìn)行合適的相位補(bǔ)償會(huì)出現(xiàn)接收機(jī)無法正確解調(diào)信號(hào)的情況。具體地，在如下3GPP TS38.211定義的信號(hào)產(chǎn)生公式中，要求逐OFDM符號(hào)地進(jìn)行相位補(bǔ)償，并且是補(bǔ)償?shù)教囟ǖ哪硞€(gè)發(fā)射頻點(diǎn)(f0)，這個(gè)補(bǔ)償需要在基帶信號(hào)中完成。

　　在分析5G NR信號(hào)時(shí)，我們也經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)由于相位補(bǔ)償設(shè)置不正確而導(dǎo)致的解調(diào)失敗，其主要現(xiàn)象就是出現(xiàn)如“窗花”一般的星座圖，如下所示。

　　Figure 1. 相位補(bǔ)償設(shè)置不正確導(dǎo)致的窗花星座圖

　　從解調(diào)結(jié)果中我們可以看到，同步指數(shù)很高，達(dá)到了99.9%，但是星座圖卻不甚清晰——它并不是完全隨機(jī)性混亂的星座圖，而是呈現(xiàn)出有某種規(guī)律的窗花圖樣。由于相位補(bǔ)償是逐OFDM符號(hào)進(jìn)行的，這里的“窗花”實(shí)際上就是各個(gè)符號(hào)上的星座圖旋轉(zhuǎn)不同角度之后疊加而成的結(jié)果。因此，在測(cè)試中看到如同窗花一般的星座圖后，應(yīng)首先去檢查相位補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)設(shè)置：

　　1.此被測(cè)信號(hào)中是否使用了相位補(bǔ)償？由于某些特殊的測(cè)試目的，有些被測(cè)信號(hào)是沒有進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)模@樣方便于信號(hào)波形的產(chǎn)生并使用同一波形在多組頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于這種情況，我們?cè)诮庹{(diào)配置中也應(yīng)當(dāng)關(guān)閉相位補(bǔ)償。

　　2.如果信號(hào)中包含相位補(bǔ)償，那么其補(bǔ)償?shù)降念l點(diǎn)f0是多少？通常情況下，接收端相位補(bǔ)償?shù)念l點(diǎn)就是測(cè)量的中心頻點(diǎn)，但是在某些特定測(cè)試場(chǎng)景下（如錄制信號(hào)在不同頻點(diǎn)回放，對(duì)毫米波信號(hào)在中頻頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量等），也存在相位補(bǔ)償頻點(diǎn)并非測(cè)量頻點(diǎn)的情況，因此需要結(jié)合測(cè)試場(chǎng)景仔細(xì)核實(shí)f0的頻點(diǎn)設(shè)置。

　　絕大多數(shù)情況下，如果上述兩種配置正確，我們就可以看到窗花從星座圖上消失了，一個(gè)清晰而規(guī)則的星座圖將呈現(xiàn)在面前。

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　　星座圖上的零點(diǎn)

　　5G NR信號(hào)定義了不同調(diào)制等級(jí)的星座圖，由QPSK，16QAM，64QAM 直至256QAM，在正確解調(diào)的情況下，我們會(huì)在解調(diào)軟件上觀察到與標(biāo)準(zhǔn)定義一致的清晰的星座圖樣。

　　但是在某些解調(diào)配置下，我們卻經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在星座圖的零點(diǎn)位置上也出現(xiàn)了星座點(diǎn)。這個(gè)零點(diǎn)很多時(shí)候會(huì)讓測(cè)試工程師因?yàn)闆]有注意到而非常困惑，因?yàn)樾亲鶊D本身看起來很清晰，但是EVM測(cè)量數(shù)值卻比預(yù)期差很多。

　　從信號(hào)解調(diào)角度來看，任何時(shí)候在星座圖的零點(diǎn)上觀測(cè)到星座點(diǎn)，都應(yīng)當(dāng)是不合理的現(xiàn)象，會(huì)直接導(dǎo)致EVM結(jié)果的惡化，因?yàn)閹缀醪粫?huì)有任何星座圖的定義包含零點(diǎn)位置，因此需要去了解其出現(xiàn)的原因并修改解調(diào)配置來消除。

　　Figure 2. 零點(diǎn)處出現(xiàn)星座點(diǎn)的星座圖

　　在實(shí)際的5G NR信號(hào)解調(diào)中，出現(xiàn)零點(diǎn)的最常見的原因就是DMRS與Data是否在同一symbol內(nèi)復(fù)用的配置不正確，相關(guān)的參數(shù)是CDM Group Number， 如下面兩圖所示的DMRS符號(hào)（symbol#2）內(nèi)，紅色子載波代表DMRS，其余的子載波位置既可以配置成發(fā)送綠色的Data，也可以配置成不發(fā)送任何數(shù)據(jù)的保留子載波。

　　零點(diǎn)出現(xiàn)的原因就是解調(diào)端誤認(rèn)為在那些保留子載波的位置也是正常發(fā)送了調(diào)制數(shù)據(jù)的，但實(shí)際檢測(cè)到的都是功率為0的星座點(diǎn)。因此我們需要在解調(diào)配置中將CDM Group Number修改為2 (X-app中需要通過修改Antenna Port Index 參數(shù)來配置)，這樣就不會(huì)去試圖解調(diào)那些不發(fā)送任何數(shù)據(jù)的保留子載波，使得零點(diǎn)得以消除。

　　Figure 3. DMRS 符號(hào)內(nèi)存在與Data的復(fù)用(CDM Group Number=1)

　　Figure 4. DMRS 符號(hào)內(nèi)不存在與Data的復(fù)用(CDM Group Number=2)

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　　完美星座圖下的糟糕EVM

　　在一些針對(duì)PDSCH/PUSCH的解調(diào)測(cè)試中，用戶通過調(diào)整各種解調(diào)配置（包括Equalizer 和Tracking選項(xiàng)等），終于得倒了一個(gè)清晰而規(guī)則的星座圖，但是測(cè)量所得到EVM數(shù)值仍然高于預(yù)期范圍， 并且存在著若干EVM數(shù)值遠(yuǎn)高于其他點(diǎn)的星座點(diǎn)， 經(jīng)檢查星座圖中也未發(fā)現(xiàn)存在零點(diǎn)。

　　再次仔細(xì)觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)星座圖雖然十分清晰，但是某些星座點(diǎn)的位置卻是沒有落在預(yù)期位置的。如圖中Marker所標(biāo)識(shí)的QPSK的位置，預(yù)期應(yīng)當(dāng)只出現(xiàn)綠色的DMRS星座點(diǎn)，而PDSCH data部分的黃色星座點(diǎn)應(yīng)當(dāng)只落在64QAM的點(diǎn)位上，但是目前卻出現(xiàn)了部分data星座點(diǎn)也落在了QPSK的位置上。

　　Figure 5. Data點(diǎn)被誤認(rèn)為是DMRS的星座圖

　　造成這個(gè)問題的原因是，由于5G NR信號(hào)對(duì)于PDSCH/PUSCH允許配置多組DMRS符號(hào)（如下圖所示的symbol#2與symbol#11）用于在特定的傳輸場(chǎng)景下提高信道估計(jì)的準(zhǔn)確度，具體的符號(hào)位置由DMRS-Add-Pos參數(shù)來確定。

　　因此，如果解調(diào)端沒有正確配置全部DMRS的位置，就會(huì)出現(xiàn)將QPSK調(diào)制方式的DMRS符號(hào)誤認(rèn)為是data符號(hào)進(jìn)行判決和測(cè)量， 導(dǎo)致最終的EVM結(jié)果出現(xiàn)惡化。了解這個(gè)背景之后，解決辦法就非常簡(jiǎn)單了，調(diào)整DMRS-Add-Pos參數(shù)到正確位置即可。

　　Figure 6. 配置了兩組DMRS符號(hào)的PDSCH (DMRS-Add-Pos=1)