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，這其中測試測量工具發(fā)揮了相當(dāng)重要的推動作用。是德科技的VSA與X-app產(chǎn)品中的5G選件，作為功能強大的5G NR信號分析工具，廣泛地應(yīng)用于基站，芯片以及終端的研發(fā)與測試工作中。

　　在過去兩年的5G信號測試實踐中，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

　　相位補償 (Phase Compensation) 是5G NR信號定義中新引入的概念，用于解決發(fā)射端的中心頻點與接收端的中心頻點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)兩端的中心頻點不一致是一個非常典型的場景，如不進(jìn)行合適的相位補償會出現(xiàn)接收機(jī)無法正確解調(diào)信號的情況。具體地，在如下3GPP TS38.211定義的信號產(chǎn)生公式中，要求逐OFDM符號地進(jìn)行相位補償，并且是補償?shù)教囟ǖ哪硞€發(fā)射頻點(f0)，這個補償需要在基帶信號中完成。

　　在分析5G NR信號時，我們也經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)由于相位補償設(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。由于相位補償是逐OFDM符號進(jìn)行的，這里的“窗花”實際上就是各個符號上的星座圖旋轉(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)首先去檢查相位補償?shù)南嚓P(guān)設(shè)置：

　　1.此被測信號中是否使用了相位補償？由于某些特殊的測試目的，有些被測信號是沒有進(jìn)行相位補償?shù)?，這樣方便于信號波形的產(chǎn)生并使用同一波形在多組頻點進(jìn)行測量。對于這種情況，我們在解調(diào)配置中也應(yīng)當(dāng)關(guān)閉相位補償。

　　2.如果信號中包含相位補償，那么其補償?shù)降念l點f0是多少？通常情況下，接收端相位補償?shù)念l點就是測量的中心頻點，但是在某些特定測試場景下（如錄制信號在不同頻點回放，對毫米波信號在中頻頻點進(jìn)行測量等），也存在相位補償頻點并非測量頻點的情況，因此需要結(jié)合測試場景仔細(xì)核實f0的頻點設(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

　　5G NR信號定義了不同調(diào)制等級的星座圖，由QPSK，16QAM，64QAM 直至256QAM，在正確解調(diào)的情況下，我們會在解調(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)在星座圖的零點位置上也出現(xiàn)了星座點。這個零點很多時候會讓測試工程師因為沒有注意到而非常困惑，因為星座圖本身看起來很清晰，但是EVM測量數(shù)值卻比預(yù)期差很多。

　　從信號解調(diào)角度來看，任何時候在星座圖的零點上觀測到星座點，都應(yīng)當(dāng)是不合理的現(xiàn)象，會直接導(dǎo)致EVM結(jié)果的惡化，因為幾乎不會有任何星座圖的定義包含零點位置，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. 零點處出現(xiàn)星座點的星座圖

　　在實際的5G NR信號解調(diào)中，出現(xiàn)零點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（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，但實際檢測到的都是功率為0的星座點。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，使得零點得以消除。

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

　　Figure 4. DMRS 符號內(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PDSCH/PUSCH的解調(diào)測試中，用戶通過調(diào)整各種解調(diào)配置（包括Equalizer 和Tracking選項等），終于得倒了一個清晰而規(guī)則的星座圖，但是測量所得到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)高于其他點的星座點， 經(jīng)檢查星座圖中也未發(fā)現(xiàn)存在零點。

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

　　Figure 5. Data點被誤認(rèn)為是DMRS的星座圖

　　造成這個問題的原因是，由于5G NR信號對于PDSCH/PUSCH允許配置多組DMRS符號（如下圖所示的symbol#2與symbol#11）用于在特定的傳輸場景下提高信道估計的準(zhǔn)確度，具體的符號位置由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，就會出現(xiàn)將QPSK調(diào)制方式的DMRS符號誤認(rèn)為是data符號進(jìn)行判決和測量， 導(dǎo)致最終的EVM結(jié)果出現(xiàn)惡化。了解這個背景之后，解決辦法就非常簡單了，調(diào)整DMRS-Add-Pos參數(shù)到正確位置即可。

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