频率精度的提出标准是什么?

RF通信   2023-08-01 10:35:20

射频通信中,经常有一个指标设计会被提及,频率精度,ppm。

ppm的定义是表示频率偏差,它表示在一个特定中心频率下的允许偏差值,其中频率以Hz为单位。


(资料图片仅供参考)

ppm是最大变化值( +/-) ,f是中心频率(Hz) ,是允许的最大频率变化范围。

这个值的设计没有难度,选择高精度的参考即可。

我们都知道频率精度设计的越小越好,但是为什么要按照这个去设计呢。

做通信的朋友如果经常和波形的同事一起联调,会听到一个词,“纠频偏”。他们纠的是什么频偏?

以实例为证

假设一个16QAM的调制,信噪比40.符号率4MBbps。

偏移400Hz,偏了1%

偏4Hz,1ppm,没有任何纠正的情况下,刚好能解调。

偏2ppm,没有纠正的情况下,基本已经无法解调。

所以,频率偏差的指标关系到波形的解调,偏差太多,在没有技术纠正的情况下,无法识别,用波形专业术语说是无法同步。

从上文的星座图也可以推导出来,调制越复杂,频率精度要求应该是越高。

硬件实现的角度来说,16QAM调制精度已经要求到了1ppm

更高的调制256QAM调制的精度要求会更高,但是硬件的实现高精度是以成本为代价的,不可能无限推进。

所以这里我们常听到的“频率纠正”,“粗矫正”:“精校正”就出现了。

下图是频率偏差10ppm,经过“粗矫正”:“精校正”之后的波形。

总结

频率精度的实现对硬件和射频来说并不难,了解它提出的机理对于我们和波形设计的理解、整个系统的理解和解bug有帮助。

审核编辑:刘清