Введение

ACLR является отношением отфильтрованной средней степени, сосредоточенной на присвоенной частоте канала к отфильтрованной средней степени, сосредоточенной на смежной частоте канала. Этот пример выполняет измерения ACLR для формы волны нисходящего канала NR, как задано в Разделе TS 38.104 6.6.3. Чтобы смоделировать эффект внеполосной спектральной эмиссии, пример применяет спектральный перерост на сверхдискретизированную форму волны при помощи модели мощного усилителя (HPA).

Сгенерируйте форму волны NR-TM

Используйте класс MATLAB hNRReferenceWaveformGenerator, чтобы сгенерировать 5G NR-TMs для FR1 и FR2. Можно сгенерировать формы волны NR-TM путем определения этих параметров:

Для получения дополнительной информации смотрите 5G NR-TM и пример Генерации сигналов FRC.

% Select the NR-TM waveform parameters
nrtm = "NR-FR1-TM1.2";  % NR-TM name and properties
bw = "20MHz";  % Channel bandwidth
scs = "15kHz";  % Subcarrier spacing
dm = "FDD";  % Duplexing mode

% Create generator object for the above NR-TM
tmWaveGen = hNRReferenceWaveformGenerator (nrtm, bw, scs, dm);

% Ensure no windowing to highlight impact of filtering on ACLR
tmWaveGen = makeConfigWritable (tmWaveGen);
tmWaveGen.Config.WindowingPercent = 0;    

% Generate waveform
[tmWaveform, tmWaveInfo] = generateWaveform (tmWaveGen);
samplingRate = tmWaveInfo.Info.SamplingRate;   % Waveform sampling rate (Hz)

% Visualize the associated PRB and subcarrier resource grids
displayResourceGrid (tmWaveGen);

Отображение результатов

Вычислите параметры ACLR

Функция помощника hACLRParametersNR.m вычисляет параметры, требуемые для измерения ACLR.

Функция определяет необходимую сверхдискретизацию. Если входная частота дискретизации формы волны (samplingRate) не достаточно, чтобы охватить целую пропускную способность (aclr.BandwidthACLR) из смежных каналов (обеспечение максимума 85%-го заполнения пропускной способности), можно использовать сверхдискретизированную версию формы волны для вычислений ACLR. Фактором повышающей дискретизации является aclr.OSR.

aclrParameters = hACLRParametersNR(tmWaveGen.Config);
disp(aclrParameters);

            Bandwidth: 20000000
    SubcarrierSpacing: 15000
      BandwidthConfig: 19080000
        BandwidthACLR: 100000000
                  OSR: 4
         SamplingRate: 122880000

Отфильтруйте форму волны, чтобы улучшить ACLR

Сгенерированная форма волны не имеет никакой фильтрации, таким образом, существует значительная внеполосная спектральная эмиссия вследствие неявного формирования меандра в модуляции OFDM (каждая поднесущая OFDM имеет форму sinc в частотном диапазоне). Фильтрация формы волны улучшает производительность ACLR.

Спроектируйте фильтр с полосой перехода, которая запускается в ребре занятой пропускной способности передачи (aclr.BandwidthConfig) и остановки в ребре полной пропускной способности канала (aclr.Bandwidth). Этот фильтр не включает изменения уровня, он только формирует спектр в исходной пропускной способности формы волны.

% Design filter
lpFilt = designfilt('lowpassfir',...
    'PassbandFrequency',aclrParameters.BandwidthConfig/2,...
    'StopbandFrequency',aclrParameters.Bandwidth/2,...
    'PassbandRipple',0.1,...
    'StopbandAttenuation',80,...
    'SampleRate',samplingRate);

% Apply filter
filtTmWaveform = filter(lpFilt,tmWaveform);

Сверхдискретизация и модель нелинейности HPA

Создать сигнал, способный к представлению 1-х и 2-х смежных поставщиков услуг, например, представлять aclr.BandwidthACLR с самое большее 85%-м заполнением пропускной способности сверхдискретизируйте форму волны NR. После сверхдискретизации сигнала используйте модель HPA, чтобы сгенерировать внеполосное искажение. Например, чтобы симулировать поведение HPA, можно использовать метод Rapp, который широко используется в приложениях беспроводной связи, чтобы сгенерировать искажение AM. В MATLAB® можно использовать объект Memoryless Nonlinearity смоделировать метод Rapp. Чтобы подсветить удар фильтрации на измерениях ACLR, примените сверхдискретизацию и нелинейность HPA сначала к отфильтрованному сигналу NR и затем к тому же сигналу NR без фильтрации.

% Apply required oversampling
resampled = resample(tmWaveform,aclrParameters.OSR,1);           % Not filtered
filtResampled = resample(filtTmWaveform,aclrParameters.OSR,1);   % Filtered

% Create and configure a memoryless nonlinearity to model the amplifier
nonLinearity = comm.MemorylessNonlinearity;
nonLinearity.Method = 'Rapp model';
nonLinearity.Smoothness = 3;              % p parameter          
nonLinearity.LinearGain = 0.5;            % dB
nonLinearity.OutputSaturationLevel = 2;   % It limits the output signal level  

% Signal conditioning to control the HPA input back-off level
resampled = resampled/max(abs(resampled));                % Not filtered
filtResampled = filtResampled/max(abs(filtResampled));    % Filtered

% Apply the amplifier model to the NR waveforms
txWaveform = nonLinearity(resampled);           % Not filtered
txFiltWaveform = nonLinearity(filtResampled);   % Filtered

Вычислите NR ACLR

hACLRMeasurementNR.m функция помощника измеряет NR ACLR с помощью квадратного окна на смежных каналах. Эта функция берет ДПФ сигнала измерения и использует энергию соответствующих интервалов вычислить смежные степени канала.

% Calculate NR ACLR
aclr = hACLRMeasurementNR(aclrParameters,txWaveform);           % Not filtered
filtAclr = hACLRMeasurementNR(aclrParameters,txFiltWaveform);   % Filtered

hACLRMeasurementNR.m функция помощника возвращает измерения ACLR в структуре с этими полями:

Отображение результатов

hACLRResultsNR.m функция помощника отображает NR ACLR и строит спектр NR и смежные отношения утечки канала.

Не фильтрованный

Согласно Разделу TS 38.104 6.6.3.2, минимум потребовал, чтобы ACLR для проводимых измерений составил 45 дБ. Когда некоторые из этих значений ACLR ниже, чем 45 дБ, они не находятся в пределах требований.

hACLRResultsNR(aclr,txWaveform,'(not Filtered)');

            Bandwidth: 20000000
    SubcarrierSpacing: 15000
      BandwidthConfig: 19080000
        BandwidthACLR: 100000000
                  OSR: 4
         SamplingRate: 122880000
     CarrierFrequency: [-40000000 -20000000 20000000 40000000]
       SignalPowerdBm: 19.7642
               ACLRdB: [78.1435 41.6526 40.0279 79.6265]

Фильтрованный

Эффективность улучшается, когда сгенерированная форма волны отфильтрована. Результаты ACLR с отфильтрованной формой волны выше, чем минимальное необходимое значение.

hACLRResultsNR(filtAclr,txFiltWaveform,'(Filtered)');

            Bandwidth: 20000000
    SubcarrierSpacing: 15000
      BandwidthConfig: 19080000
        BandwidthACLR: 100000000
                  OSR: 4
         SamplingRate: 122880000
     CarrierFrequency: [-40000000 -20000000 20000000 40000000]
       SignalPowerdBm: 19.6869
               ACLRdB: [78.1614 71.6984 71.6686 79.6094]

Приложение

Этот пример использует следующие функции помощника и классы: