上回在《高性能信号记录和回放解决方案》中介绍了使用便携式信号分析仪FieldMaster Pro MS2090A如何在现场录制并还原复杂调制信号。本文将从探讨数字调制信号分析的基本定义开始，介绍数字调制信号的产生和分析过程以及分析方法，最后介绍如何使用安立提供的信号分析工具MX280005A Vector Signal Analysis ，方便灵活的分析复杂的数字调制信号的特征参数。
调制信号按照调制信号类型分为模拟(电压)和数字(编码)两种。不论是模拟调制还是数字调制信号分析，为了全面分析他们的各项参数，需要在不同测量域中分析。例如在频域，分析信号的带宽、谐波、功率等参数；在时域，分析信号的包络特征、时间参数，抖动等；在调制域，分析信号的幅度/相位误差、误码率等参数。数字调制信号的产生(调制)和分析(解调)离不开I (In phase) 和 Q(Quadrature)，下面将对IQ的产生和分析做个简单介绍。
什么是IQ?
IQ调制是数字调制信号常用的实现方式。数字编码是数字调制信号的调制对象，在调制前，需要将基带信号进行数字编码[1]后输出两路正交的I和Q数字信号。再经过基带滤波器(脉冲成形滤波器)，以及IQ调制器，将两路并行的正交数字信号调制为一路串行的数字信号，经过DAC变换后，再上变频到载波频率并通过天线发射传送出去。
图1数字基带IQ调制实现框图
经过DAC后的基带信号，具备了相位和幅度信息。类似模拟调制，数字编码的变化映射到矢量坐标系中(正交IQ坐标)，用幅度、频率和相位三个基本要素表征信号的特征。而频率和相位，当时间为变量时，也建立起来关系图片得到调制信号的表达式：
数字调制信号对信号的幅度、相位或频率三要素的一种，或是多种同时进行调制。调制信号不是变化幅度或者相位，就是幅度和相位一起变化。因此，在IQ坐标中，数字基带信号(编码)的变化，会随着编码。
IQ坐标分别用I实部(横坐标)和Q虚部(纵坐标)表示，每个符号到坐标系原点的距离表示幅度，与横坐标的夹角表示相位。I路和Q路信号叠加后的幅度和相位映射到图上，形成符号的星座图显示。
图 2 IQ坐标(星座)表示基带信号(符号)的幅度、相位及频率的变化
例如PSK(Phase ShiftKeying)调制仅仅调制相位而幅度保持不变。而QAM(Quadarture AmplitudeModulation)调制, 是幅度和相位同时变化，可以携带更多的编码信息，16/32/64/256/1024/2056 QAM 等，实现宽带调制，因此在移动通信中较为常见。
图 3 PSK和QAM调制典型的IQ星座图
VSA通常采用基于软件的接收机构架。VSA将I/Q数据重新采样，还原出信号的幅度，相位/频率信息。并根据所测量的信号参数，内建出标准参考信号进行比较测量，得到EVM等关键参数。
图4 信号接收机结构和VSA框架 (绿色)
调制域分析
数字调制信号的调制域分析，在不同的观测坐标系中，可以得到比特、符号、信道等特征参量。例如在星座图(Constellation)中从IQ坐标映射观测信号传输的相关特性，例如信道失真(符号串扰，叠加噪声等)，以及I/Q基带失真(增益、相位、符号偏移等)。
图5 星座图IQ基带和信道失真参数 (上)
VSA通过输入的信号参数，内建标准参考信号，与输入信号(数字I/Q)作比较，得到和参考信号在相位(频率)和幅度上的误差，称之为EVM (ErrorVector Magnitude, 矢量误差)，一般用dB或者%表示。EVM不仅能够表征发射信号的质量，也可以用来评估信号传播路径所叠加的噪声，以及干扰造成的影响。如下图所示，蓝色为实际发射信号的矢量坐标，绿色为参考信号矢量坐标，将两个坐标点相连的红线，表示它们之间的误差矢量，包括幅度和相位。
