В этом примере показано, как измерить смежное отношение утечки канала (ACLR) для 5G тестовые модели NR (NR-TMs) в частотном диапазоне 1 (FR1) и FR2 с помощью 5G Toolbox™.
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).
Используйте класс MATLAB hNRReferenceWaveformGenerator, чтобы сгенерировать 5G NR-TMs для FR1 и FR2. Можно сгенерировать формы волны NR-TM путем определения этих параметров:
Имя ТМ NR
Пропускная способность канала
Интервал поднесущей
Режим Duplexing
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);
Связанная сетка ресурса PRB (верхняя часть) изображает выделение различных компонентов (PDCCH, PDSCH, CORESET и Пакет SS) в каждом BWP. Сетка не строит амплитуду сигналов только местоположения сигнала в сетке.
SCS определенные сетки ресурса поставщика услуг (середина) наряду с минимальными защитными полосами, выровненными относительно полной пропускной способности канала.
Сетка ресурса поднесущей (нижняя часть) указывает на амплитудные уровни сгенерированной формы волны. Если всего один цвет показывают, все компоненты имеют ту же амплитуду.
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
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);
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
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:
Bandwidth
: пропускная способность канала сопоставлена с tmWaveform
, в Герц. Это - полная пропускная способность присвоенного канала.
SubcarrierSpacing
: интервал поднесущей сопоставлен с tmWaveform
, в Герц.
BandwidthConfig
: настройка пропускной способности передачи сопоставлена с tmWaveform
, в Герц. Это - пропускная способность в пропускной способности канала, которая содержит активные поднесущие.
BandwidthACLR
: пропускная способность, требуемая представлять 1-х и 2-х смежных поставщиков услуг; частота дискретизации, используемая внутренне для измерений ACLR, поддержит эту пропускную способность с самое большее 85%-м заполнением пропускной способности.
OSR
: целочисленное отношение сверхдискретизации входа tmWaveform
требуемый создать сигнал, способный к представлению 1-х и 2-х смежных поставщиков услуг.
SamplingRate
: частота дискретизации внутреннего измерения сигнализирует, от которого вычисляется ACLR. Если OSR = 1
, этот сигнал является входной формой волны; если OSR > 1
, этот сигнал является входной формой волны, сверхдискретизированной OSR
. Поэтому: aclr.SamplingRate = OSR*samplingRate
.
CarrierFrequency
: вектор из NR сосредотачивает частоты, в Герц, для смежных каналов [-2,-1,1,2].
SignalPowerdBm
: степень, в децибелах относительно 1 мВт в 1 Оме, входа в канале NR интереса, например, в квадратном фильтре пропускной способности aclr.BandwidthConfig
сосредоточенный на уровне 0 Гц.
ACLRdB
: вектор из NR ACLRs, в децибелах относительно aclr.SignalPowerdBm
, измеренный для смежных каналов [-2,-1,1,2].
hACLRResultsNR.m функция помощника отображает NR ACLR и строит спектр NR и смежные отношения утечки канала.
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]
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]
Этот пример использует следующие функции помощника и классы:
hACLRMeasurementNR.m
hACLRParametersNR.m
hACLRResultsNR.m
hNRReferenceWaveformGenerator.m
[1] 3GPP TS 38.104. “NR; передача радио Базовой станции (BS) и прием”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.