Введение

Этот пример характеризует влияние интерференции LTE на прием РЧ сигнала NR. Для оценки влияния помех в примере выполняются следующие измерения:

Также рассматривается влияние радиочастотных нарушений приемника, таких как фазовый шум и нелинейность усилителя мощности (PA).

Пример работает на основе подкадра за подкадром. Для каждого подкадра рабочий процесс состоит из следующих шагов:

В этом примере для выполнения этих операций используется модель Simulink. При обработке сигналов основной полосы частот (шаги 1, 2 и 6) используются функциональные блоки MATLAB ®, тогда как при моделировании РЧ-приемника (шаги 3 и 4) используется блок РЧ. Эта модель поддерживает режимы моделирования Обычный (Normal) и Ускоритель (Accelerator).

Структура модели Simulink

Модель содержит три основные части:

modelName = 'NewRadioRFReceiverWithLTEInterferenceModel';
open_system(modelName);

Генерация основной полосы частот

НОМЕР блока Передачи ТМ передает стандартно-соответствующий 5G НОМЕР экспериментальной модели (НОМЕР ТМ) формы волны для частотного диапазона 1 (FR1) и частотного диапазона 2 (FR2) [1]. Для генерации формы сигнала NR-TM можно указать имя NR-TM, полосу пропускания канала, интервал между поднесущими (SCS), режим дуплексирования, идентичность соты и версию TS 38.141, используя блок параметров сигнала.

Аналогично, блок передачи LTE-TM передает стандартные формы сигналов LTE-TM [2]. Можно также указать имя TM, полосу пропускания канала, режим дуплексирования и идентификатор соты. Эта модель при необходимости производит повторную выборку формы сигнала LTE для согласования с частотой дискретизации формы сигнала NR. Блок параметров формы сигнала не принимает полосу пропускания LTE шире полосы пропускания NR.

Кроме того, блок параметров формы сигнала обеспечивает возможность активизации или деактивизации теста ACLR. Когда измерение ACLR разрешено, форма сигнала избыточно дискретизируется для визуализации повторного роста спектра. Блок параметров формы сигнала также включает в себя параметр, называемый усилением помехи, который позволяет управлять линейным усилением помехи LTE. Для отмены передачи LTE-помех установите параметр Interferer Gain равным 0. Блок усиления интерферера соединен между каскадами генерации основной полосы и приема РЧ.

Для получения дополнительной информации о том, как произвести НОМЕР ТМ и LTE-ТМ, посмотрите 5G НОМЕР ТМ и Поколения Формы волны FRC и Экспериментальной модели Передачи информации из космоса LTE (электронный ТМ) Поколение Формы волны (Комплект инструментов LTE), соответственно.

Поскольку пример работает на основе подкадра за подкадром, блоки передачи NR-TM и LTE-TM генерируют по одному подкадру за раз. Передача десяти подкадров, соответствующих одному кадру в случае режима дуплексирования FDD, длится 10 мс. Если время моделирования превышает 10 мс, оба блока передают один и тот же кадр циклически. Блок счетчика субкадров сохраняет номер текущего передаваемого субкадра. Если время моделирования превышает период кадра, блок счетчика субкадров сбрасывается в 0.

Прием РЧ

Блок РЧ-приемника основан на супергетеродинной архитектуре приемника. Эта архитектура применяет фильтрацию и усиление полосы пропускания и преобразует с понижением частоты принятый сигнал на промежуточную частоту. Радиочастотными компонентами этого супергетеродинного приемника являются:

set_param(modelName,'Open','off');
set_param([modelName '/RF Receiver'],'Open','on');

Для передачи обоих сигналов в РЧ-приемник вставьте блок векторной конкатенации между каскадами приема основной полосы и РЧ-приема. Блок векторной конкатенации объединяет обе формы сигнала горизонтально, по одному столбцу на форму сигнала. Затем блок ввода внутри РЧ приемника преобразует две конкатенированные комплексные сигналы основной полосы в РЧ сигналы с учетом центральных частот, выбранных в параметре несущих частот этого блока (каждая частота, выбранная в несущих частотах, назначается другой конкатенированной форме сигнала). Блок Outport преобразует РЧ-сигнал обратно в сложную основную полосу.

Благодаря тому, что РЧ-приемник принимает максимум 1024 выборки на подкадр, входной буфер перед блоком РЧ-приемника уменьшает количество выборок, посылаемых РЧ-приемнику. В текущей конфигурации входной буфер одновременно посылает 1024 выборки.

Перед отправкой выборок в блок декодирования подкадра выходной буфер (после РЧ приемника) буферизирует все выборки в подкадре, и блок АЦП оцифровывает сигнал. Параметры блока АЦП можно изменять с помощью его маски.

Блок задержки учитывает задержки, вызванные буфером. Поскольку длительность задержки эквивалентна передаче подкадра, блок декодирования подкадра не демодулирует первую информацию, принятую в течение периода подкадра.

Компоненты RF Receiver можно сконфигурировать с помощью маски блока RF Receiver.

Блок РЧ-приемника имеет типичные нарушения, включая:

Прием и измерения NR основной полосы

Блок декодирования подкадра выполняет OFDM-демодуляцию принятого подкадра, оценку канала и выравнивание для восстановления и построения графика символов PDSCH на диаграмме созвездия. Этот блок также усредняет EVM во времени и частоте и строит графики следующих значений:

В соответствии с TS 38.141-1 [1] не все символы PDSCH рассматриваются для оценки EVM. Использование RNTI, функции помощника hListTargetPDSCHs выбирает целевые символы PDSCH для анализа.

Блок анализатора спектра обеспечивает измерения в частотной области, такие как ACLR (называемый ACPR), занятая полоса пропускания, мощность канала и CCDF. Чтобы визуализировать повторный рост спектра, тест ACLR избыточно дискретизирует форму сигнала. Коэффициент избыточной дискретизации зависит от конфигурации формы сигнала и должен быть установлен таким образом, чтобы генерируемый сигнал мог представлять первый и второй соседние каналы. Оценка ACLR выполняется в соответствии со спецификациями TS 38.141-1 [1].

Производительность модели

Для характеристики влияния помех LTE на прием NR можно сравнить результаты EVM и ACLR для двух различных случаев: 1) нет помех, например, только форма сигнала NR; и 2) есть помехи, вы передаете оба сигнала, NR и LTE.

set_param([modelName '/Waveform Parameters'],'InterfererGain','0');
sim(modelName);

--- Starting simulation ---
 Transmitting subframe 0 ...
 Transmitting subframe 1 ...

--- End of simulation ---

В соответствии с TS 38.104 [3] минимальный требуемый ACLR для проводимых измерений составляет 45 дБ, а максимальный требуемый EVM при 256-QAM совокупности - 3,5%. Поскольку значения ACLR, около 53 дБ, выше 45 дБ, а общее EVM, около 0,8%, ниже 3,5%, оба измерения соответствуют требованиям.

set_param([modelName '/Waveform Parameters'],'InterfererGain','1');
sim(modelName);
slmsgviewer.DeleteInstance();

--- Starting simulation ---
 Transmitting subframe 0 ...
 Transmitting subframe 1 ...

--- End of simulation ---

По сравнению с предыдущим случаем диаграмма созвездия более искажена, а спектральный рост выше. С точки зрения измерений значения ACLR, около 48 дБ, и общий EVM, около 2%, по-прежнему соответствуют требованиям TS 38.104 [3].

РЧ приемник сконфигурирован для работы со значениями по умолчанию блока параметров формы сигнала и с несущими NR и LTE, центрированными на 2190 МГц и 2120 МГц соответственно. Эти несущие находятся в пределах рабочего диапазона NR n65 [4] и рабочего диапазона E-UTRA 1 [5]. При изменении несущей частоты или значений в блоке Waveform Parameters может потребоваться обновить параметры компонентов RF Receiver, поскольку эти параметры были выбраны для работы с конфигурацией по умолчанию в примере. Дополнительные сведения см. в разделе Сводка и дальнейшее исследование этого примера.

Резюме и дальнейшие исследования

Этот пример демонстрирует, как моделировать и тестировать прием сигнала NR при сосуществовании с сигналом LTE. РЧ приемник состоит из полосовых фильтров, усилителей и демодулятора. Чтобы оценить влияние LTE-помех, пример изменяет усиление сигнала LTE и выполняет измерения ACLR и EVM. Можно также изучить влияние изменения RF-обесценений. Например:

Кроме того, можно проверить занимаемую полосу пропускания, мощность канала и измерения CCDF с помощью блока Spectrum Analyzer.

При изменении несущих частот или значений в блоке Waveform Parameters может потребоваться обновить параметры компонентов RF Receiver, поскольку эти параметры были выбраны для работы с конфигурацией по умолчанию в примере. Например, изменение несущих частот требует пересмотра полосы пропускания фильтров. При выборе полосы пропускания NR шире 20MHz может потребоваться обновить параметры длительности импульсной характеристики и сдвига частоты фазового шума (Гц) блока демодулятора. Сдвиг фазового шума определяет нижнюю границу длительности импульсной характеристики. Если разрешение сдвига частоты фазового шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики, появляется предупреждающее сообщение, указывающее минимальную длительность, подходящую для требуемого разрешения. Дополнительные сведения см. в разделе Демодулятор (RF Blockset).

Этот пример может быть основой для тестирования сосуществования между формами сигналов NR-TM и LTE-TM для различных РЧ-конфигураций. Можно попытаться заменить блок RF Receiver другой подсистемой RF по своему выбору и соответствующим образом сконфигурировать модель.

Ссылки