Измерения EVM восходящей линии связи LTE и внутриполосных выбросов

Открыть сценарий

В этом примере показано, как Toolbox™ LTE может использоваться для выполнения измерений величины вектора ошибок (EVM) и внутриполосных излучений в сигнале восходящей линии связи согласно TS 36.101 Приложение F [1].

Введение

TS 36.101 Приложение F [1] определяет два измерения для передачи по восходящей линии связи, EVM и внутриполосных излучений:

EVM используется в качестве меры ошибки совокупности принятых сигналов. EVM определяется как разность между идеальной принятой формой сигнала и измеренной формой сигнала для выделенных блоков ресурсов. Среднее EVM измеряется во времени в двух местоположениях (низком и высоком), где низкое и высокое местоположения соответствуют выравниванию окна БПФ в начале и конце циклического префикса. LTE Toolbox требует, чтобы в качестве доли длины циклического префикса указывались нижние и верхние местоположения.

Передача пользовательского оборудования (UE) создается с использованием опорного канала измерения (RMC) и случайных данных физического общего канала восходящей линии связи (PUSCH) и ухудшается путем введения аддитивного шума в модель передатчика EVM, а также сдвигов частоты и IQ. Передаваемый сигнал синхронизируется перед вычислением функции EVM и внутриполосных излучений.

Передатчик

Для создания RMC используется функция lteRMCUL создает структуру конфигурации для заданных настроек UE, специфичных для данного фиксированного опорного канала (FRC). Эта структура используется lteRMCULTool генерировать передачу UE со случайными данными PUSCH.

% Set the seeds of random number generators used to 0
rng(0);

% UE Configuration, TS36.101 FRC
frc = lteRMCUL('A3-1');
frc.PUSCH.RVSeq = 0;    % Redundancy version
frc.TotSubframes = 15;  % Total number of subframes to generate

% Create UE transmission with random PUSCH data
txWaveform = lteRMCULTool(frc,randi([0 1], frc.PUSCH.TrBlkSizes(1), 1));

Моделирование ослабления

К передаче добавляются нарушения для моделирования тестируемого устройства:

1,2% передачи EVM, смоделированной с аддитивным шумом.
Сдвиг частоты 33 Гц.
0.01 - 0.005j IQ смещение

% Model EVM with additive noise
scfdmaInfo = lteSCFDMAInfo(frc);
txEVMpc = 1.2; % Desired transmit EVM in percent
evmModel = txEVMpc/(100*sqrt(double(scfdmaInfo.Nfft)))* ...
    complex(randn(size(txWaveform)),randn(size(txWaveform)))/sqrt(2);
rxWaveform = txWaveform+evmModel;

% Add frequency offset impairment to received waveform
foffset = 33.0;         % Frequency offset in Hertz
t = (0:length(rxWaveform)-1).'/scfdmaInfo.SamplingRate;
rxWaveform = rxWaveform.* exp(1i*2*pi*foffset*t);

% Add IQ offset
iqoffset = complex(0.01, -0.005);
rxWaveform = rxWaveform+iqoffset;

Приемник

Принятый сигнал синхронизируется, чтобы обеспечить возможность выполнения измерений.

% Apply frequency estimation and correction for the purposes of performing
% timing synchronization
foffset_est = lteFrequencyOffset(frc, rxWaveform);
rxWaveformFreqCorrected = ...
    lteFrequencyCorrect(frc, rxWaveform, foffset_est);

% Synchronize to received waveform
offset = lteULFrameOffset(frc, frc.PUSCH, rxWaveformFreqCorrected);
rxWaveform  = rxWaveform(1+offset:end,:);

Выполнение измерений

PUSCH EVM, PUSCH DRS EVM и внутриполосные выбросы вычисляются вызовом hPUSCHEVM.

Отображаются результаты EVM и абсолютные внутриполосные выбросы для каждого $\Delta_{RB}$ и номера слота. $\Delta_{RB}$ - начальный сдвиг частоты между выделенным ресурсным блоком (RB) и измеренным нераспределенным RB, т.е. $\Delta_{RB} = 1$ для первого соседнего RB вне выделенной полосы пропускания. Также производится ряд участков:

EVM в сравнении с символом OFDM
EVM в сравнении с поднесущей
EVM в сравнении с блоком ресурсов
EVM в сравнении с символом OFDM и поднесущей (т.е. сеткой ресурсов EVM)

Следует отметить, что измерение EVM, отображаемое в окне команд, вычисляется только для выделенных блоков ресурсов PUSCH в соответствии со стандартом LTE. Графики EVM показаны на всех блоках ресурсов (выделенных или нераспределенных), что позволяет просматривать внутриполосные выбросы. В нераспределенных блоках ресурсов EVM вычисляется в предположении, что принятые элементы ресурсов имеют ожидаемое значение, равное нулю.

EVM каждой несущей E-UTRA для модуляции QPSK/BPSK, 16QAM, 64QAM и 256QAM не должно превышать уровень EVM 17,5%, 12,5%, 8% и 3,5% соответственно согласно TS 36.101 Таблица 6.5.2.1.1-1 [1].

% Compute EVM and in-band emissions
[evmpusch, evmdrs, emissions, plots] = hPUSCHEVM(frc, rxWaveform);

% Plot the absolute in-band emissions
if (~isempty(emissions.DeltaRB))
    hPUSCHEVMEmissionsPlot(emissions);
end

Low edge PUSCH EVM, slot 0: 1.231%
Low edge PUSCH EVM, slot 1: 1.231%
Low edge DRS EVM, slot 0: 1.298%
Low edge DRS EVM, slot 1: 1.266%
High edge PUSCH EVM, slot 0: 1.189%
High edge PUSCH EVM, slot 1: 1.221%
High edge DRS EVM, slot 0: 1.262%
High edge DRS EVM, slot 1: 1.297%
Low edge PUSCH EVM, slot 2: 1.156%
Low edge PUSCH EVM, slot 3: 1.260%
Low edge DRS EVM, slot 2: 1.309%
Low edge DRS EVM, slot 3: 1.089%
High edge PUSCH EVM, slot 2: 1.137%
High edge PUSCH EVM, slot 3: 1.249%
High edge DRS EVM, slot 2: 1.321%
High edge DRS EVM, slot 3: 1.022%
Low edge PUSCH EVM, slot 4: 1.240%
Low edge PUSCH EVM, slot 5: 1.223%
Low edge DRS EVM, slot 4: 1.516%
Low edge DRS EVM, slot 5: 1.035%
High edge PUSCH EVM, slot 4: 1.232%
High edge PUSCH EVM, slot 5: 1.234%
High edge DRS EVM, slot 4: 1.442%
High edge DRS EVM, slot 5: 1.114%
Low edge PUSCH EVM, slot 6: 1.308%
Low edge PUSCH EVM, slot 7: 1.284%
Low edge DRS EVM, slot 6: 1.335%
Low edge DRS EVM, slot 7: 1.233%
High edge PUSCH EVM, slot 6: 1.358%
High edge PUSCH EVM, slot 7: 1.284%
High edge DRS EVM, slot 6: 1.445%
High edge DRS EVM, slot 7: 1.185%
Low edge PUSCH EVM, slot 8: 1.336%
Low edge PUSCH EVM, slot 9: 1.289%
Low edge DRS EVM, slot 8: 0.943%
Low edge DRS EVM, slot 9: 1.303%
High edge PUSCH EVM, slot 8: 1.368%
High edge PUSCH EVM, slot 9: 1.282%
High edge DRS EVM, slot 8: 0.985%
High edge DRS EVM, slot 9: 1.255%
Low edge PUSCH EVM, slot 10: 1.211%
Low edge PUSCH EVM, slot 11: 1.199%
Low edge DRS EVM, slot 10: 1.244%
Low edge DRS EVM, slot 11: 1.126%
High edge PUSCH EVM, slot 10: 1.211%
High edge PUSCH EVM, slot 11: 1.203%
High edge DRS EVM, slot 10: 1.257%
High edge DRS EVM, slot 11: 1.068%
Low edge PUSCH EVM, slot 12: 1.275%
Low edge PUSCH EVM, slot 13: 1.079%
Low edge DRS EVM, slot 12: 1.275%
Low edge DRS EVM, slot 13: 1.197%
High edge PUSCH EVM, slot 12: 1.298%
High edge PUSCH EVM, slot 13: 1.070%
High edge DRS EVM, slot 12: 1.187%
High edge DRS EVM, slot 13: 1.139%
Low edge PUSCH EVM, slot 14: 1.133%
Low edge PUSCH EVM, slot 15: 1.253%
Low edge DRS EVM, slot 14: 1.287%
Low edge DRS EVM, slot 15: 1.014%
High edge PUSCH EVM, slot 14: 1.117%
High edge PUSCH EVM, slot 15: 1.262%
High edge DRS EVM, slot 14: 1.345%
High edge DRS EVM, slot 15: 0.980%
Low edge PUSCH EVM, slot 16: 1.327%
Low edge PUSCH EVM, slot 17: 1.244%
Low edge DRS EVM, slot 16: 1.351%
Low edge DRS EVM, slot 17: 1.268%
High edge PUSCH EVM, slot 16: 1.362%
High edge PUSCH EVM, slot 17: 1.193%
High edge DRS EVM, slot 16: 1.406%
High edge DRS EVM, slot 17: 1.322%
Low edge PUSCH EVM, slot 18: 1.370%
Low edge PUSCH EVM, slot 19: 1.328%
Low edge DRS EVM, slot 18: 1.229%
Low edge DRS EVM, slot 19: 1.354%
High edge PUSCH EVM, slot 18: 1.359%
High edge PUSCH EVM, slot 19: 1.341%
High edge DRS EVM, slot 18: 1.132%
High edge DRS EVM, slot 19: 1.430%
Averaged low edge PUSCH EVM, frame 0: 1.251%
Averaged high edge PUSCH EVM, frame 0: 1.251%
Averaged PUSCH EVM frame 0: 1.251%
Averaged DRS EVM frame 0: 1.238%
Low edge PUSCH EVM, slot 0: 1.402%
Low edge PUSCH EVM, slot 1: 1.343%
Low edge DRS EVM, slot 0: 1.272%
Low edge DRS EVM, slot 1: 1.157%
High edge PUSCH EVM, slot 0: 1.372%
High edge PUSCH EVM, slot 1: 1.358%
High edge DRS EVM, slot 0: 1.310%
High edge DRS EVM, slot 1: 1.122%
Low edge PUSCH EVM, slot 2: 1.292%
Low edge PUSCH EVM, slot 3: 1.235%
Low edge DRS EVM, slot 2: 1.273%
Low edge DRS EVM, slot 3: 1.502%
High edge PUSCH EVM, slot 2: 1.245%
High edge PUSCH EVM, slot 3: 1.199%
High edge DRS EVM, slot 2: 1.280%
High edge DRS EVM, slot 3: 1.527%
Low edge PUSCH EVM, slot 4: 1.410%
Low edge PUSCH EVM, slot 5: 1.114%
Low edge DRS EVM, slot 4: 1.464%
Low edge DRS EVM, slot 5: 1.195%
High edge PUSCH EVM, slot 4: 1.426%
High edge PUSCH EVM, slot 5: 1.141%
High edge DRS EVM, slot 4: 1.513%
High edge DRS EVM, slot 5: 1.159%
Low edge PUSCH EVM, slot 6: 1.262%
Low edge PUSCH EVM, slot 7: 1.288%
Low edge DRS EVM, slot 6: 1.376%
Low edge DRS EVM, slot 7: 0.913%
High edge PUSCH EVM, slot 6: 1.288%
High edge PUSCH EVM, slot 7: 1.305%
High edge DRS EVM, slot 6: 1.361%
High edge DRS EVM, slot 7: 0.900%
Low edge PUSCH EVM, slot 8: 1.445%
Low edge PUSCH EVM, slot 9: 1.256%
Low edge DRS EVM, slot 8: 1.360%
Low edge DRS EVM, slot 9: 1.308%
High edge PUSCH EVM, slot 8: 1.452%
High edge PUSCH EVM, slot 9: 1.298%
High edge DRS EVM, slot 8: 1.397%
High edge DRS EVM, slot 9: 1.296%
Averaged overall PUSCH EVM: 1.251%
Averaged overall DRS EVM: 1.238%