Error Vector Magnitude

Die Error-Vector-Magnitude oder EVM ist ein Maß für die Abweichung der übertragenen Symbole von der Idealkonstellation. Sie dient als Kennwert über die Signalverstärkung und das Rauschen eines Empfängers und hat sich mittlerweile zu einem Industriestandardwert für Mobilfunksysteme entwickelt. Typischerweise wird die EVM in Dezibel (dB) oder Prozent angegeben.

Rauschen, Verzerrung und Störsignale führen zu einer Verschlechterung des Empfangssignals und die EVM bietet dafür ein Vergleichsmaß für Qualität von digitalen Funksendern oder Empfängern wie z. B. Wi-Fi, DVB oder LTE. Die Transmitter EVM kann mit speziellen Signal- und Spektrumanalysatoren bestimmt werden. Dabei wird im Zuge der Demodulation der IQ-Konstellation einer Phasenmodulation oder QAM der Winkel und der Abstand zum gewünschten (idealen) Punkt bestimmt.

Definition

Konstellationsdiagramm und EVM

Der Fehlervektor ist ein Vektor in der komplexen IQ-Ebene eines Konstellationsdiagramm zwischen dem idealen und dem empfangenen Konstellationspunkt. Als quadratisches Mittel aus dem Fehlervektor und der Referenzleistung typischerweise über mehrere Symbole gemessen ergibt sich der EVM Wert:

$\mathrm {EVM(dB)} =10\log _{10}\left({P_{\mathrm {error} } \over P_{\mathrm {reference} }}\right)$

wobei P_error das quadratische Mittel des Error Vectors darstellt. Für Einträgermodulationen wird üblicherweise die größte Leistung, also der äußerste Konstellationspunkt, für P_reference verwendet, während in Mehrträgermodulationsverfahren die durchschnittliche Referenzleistung eingesetzt wird.

Die ebenfalls übliche prozentuale Berechnung ergibt sich als:

$\mathrm {EVM(\%)} ={\sqrt {P_{\mathrm {error} } \over P_{\mathrm {reference} }}}\cdot 100\,\%$

mit denselben Variablen.

Literatur

• Walter Fischer: Digital Television. A Practical Guide for Engineers, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2004, ISBN 3-540-01155-2.
• John W. M. Rogers, Calvin Plett: Radio Frequency Integrated Circuit Design. Artech House Inc, Norwood 2010, ISBN 978-1-60783-979-8.
• Walter Fischer: Digitale Fernseh- und Hörfunktechnik in Theorie und Praxis. MPEG-Basisbandcodierung, DVB-, DAB-, ATSC-, ISDB-T-Übertragungstechnik, Messtechnik. 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-88187-2.

Siehe auch

• Signal-Rausch-Verhältnis

Weblinks

• Measurement of EVM (Error Vector Magnitude) for 3G Receivers (abgerufen am 27. November 2017)
• Receiver Optimization Using Error Vector Magnitude Analysis (abgerufen am 27. November 2017)
• Robust Computation of Error Vector Magnitude for Wireless Standards (abgerufen am 27. November 2017)
• Error Vector Magnitude Analysis in Generalized Fading with Co-Channel (abgerufen am 27. November 2017)