峰均功率比 (PAPR) 如何預測誤差向量幅度 (EVM) 的劣化？
誤差向量幅度 (EVM) 是分析與優化數位通訊系統的一項重要指標，然而，EVM 的量測過程不僅耗時、更需要昂貴的儀器設備，本篇文章將深入探討如何運用峰均功率比 (PAPR) 來量測放大器線性度，進而以更簡易、快速且具成本效益的方式，針對採用高階調變系統的正交分頻多工 (OFDM) 訊號，準確預測其 EVM 的劣化程度。
星座圖
數位調變是將數位資訊（二進位元）透過修改載波訊號的幅度、頻率與相位等特性進行編碼的過程；星座圖以圖形化方式呈現調變方案中的符碼點，描繪出每個符碼的幅度與相位，圖上每一個點都代表一個特定的符碼，而每個符碼則對應一組獨特的位元序列；以 16-QAM 系統的星座圖為例，圖中的點即表示獨立的符碼，藉由幅度與相位的變化，16 個符碼中的每一個都對應到一組獨特的四位元序列。
誤差向量幅度 (EVM)
對於接收器而言，在解調過程中，準確的幅度與相位資訊至關重要，以確保能正確解析每個符碼，然而在實際系統中，星座圖上的點可能會偏離其理想位置，當偏移量過大時，將導致接收器無法正確解碼符碼，即造成符碼錯誤，並因此引發位元錯誤。
EVM 被用來評估數位通訊訊號的保真度，具體量測接收到的符碼與其理想位置之間的差距，此評估方式運用了同時具有大小與方向的向量概念，在 EVM 的情境下，誤差向量的大小是評估失真程度的關鍵，將 EVM 水準維持在系統的規格範圍內，有助於達到預期的位元錯誤率。
星座圖的關鍵構成要素包括：
- 理想向量：此向量代表在完美、無失真條件下，符碼的預期位置。
- 實際向量：此向量對應接收器實際解析出的符碼真實位置。
- 誤差向量：此向量突顯了實際符碼位置與理想位置之間的差異程度。
此圖詳細說明了誤差向量幅度 (EVM) 的構成，圖中藍色的「理想向量」代表通訊系統中無失真的原始訊號位置，而橘色的「實際向量」則為接收端實際量測到的訊號、兩者之間的差異，即紅色的「誤差向量」，其大小 (Magnitude) 即為 EVM 值，此誤差可分解為「相位誤差」與「幅度誤差」，是評估訊號失真與通訊品質的關鍵指標。
EVM 與 PAPR 的關聯性
諸如採用高階 QAM 的 OFDM 這類複雜調變方案，本身就具有高 PAPR 的特性，如果功率放大器 (PA) 的驅動功率設定在可達到最大功率附加效率 (PAE) 的水準，訊號的峰值便可能遭到截波 (Clipping)，從而導致 EVM 上升與隨之而來的高位元錯誤；反之，若為了確保線性操作而採用較大的輸入功率回退 (IBO)，則 PA 的運作效率將會降低；因此，最理想的操作點，即是在維持 PAPR 於可接受的最低水準前提下，找出最小的 IBO 值，而 EVM 因應 PAPR 下降而劣化的速率，則建立了這兩項指標之間的直接關聯。
傳統上，量測 EVM 以評估放大器線性度通常需要使用專門且昂貴的測試儀器，一種更具成本效益的替代方案，是透過峰值功率感測器來量測 PAPR（並繪製 CCDF 曲線），藉此評估放大器的效能及其對 EVM 的影響。
欲深入了解 PAPR 與 EVM 之間的關聯，進一步閱讀「新典範 – 運用 PAPR 衰減評估 EVM 劣化」，該篇文章將詳述如何使用峰值功率感測器來描繪訊號的 PAPR 特性，並將其作為 EVM 劣化的指標，同時尋求在 IBO 與 PAE 之間取得最佳平衡點，此技術無需使用昂貴的訊號分析儀進行直接的 EVM 量測。