Введение

Этот пример характеризует влияние интерференции LTE на прием RF формы волны NR. Чтобы оценить влияние интерференции, пример выполняет следующие измерения:

Влияние нарушений RF приемника, таких как фаза шум и нелинейность усилителя степени (PA), также рассматриваются.

Пример работает с подкадром по базису подкадров. Для каждого подкадра рабочий процесс состоит из следующих шагов:

Этот пример использует модель Simulink, чтобы выполнить эти операции. Обработка сигнала основной полосы частот (шаги 1, 2 и 6) использует блоки MATLAB ® Function, в то время как моделирование приемника RF (шаги 3 и 4) использует RF Blockset. Эта модель поддерживает режимы симуляции Normal и Accelerator.

Структура модели Simulink

Модель содержит три основные части:

modelName = 'NewRadioRFReceiverWithLTEInterferenceModel';
open_system(modelName);

Генерация основной полосы частот

Блок NR-TM Transmission передает совместимые со стандартом 5G сигналы модели NR (NR-TM) для частотной области значений 1 (FR1) и частотной области значений 2 (FR2) [1]. Для генерации сигналов NR-TM можно задать имя NR-TM, пропускную способность канала, интервалы между поднесущими (SCS), режим дуплекса, тождества камеры и версию TS 38.141 с помощью блока Параметры.

Аналогично, блок LTE-TM Transmission передает совместимые со стандартом сигналы LTE-TM [2]. Можно также задать имя TM, пропускную способность канала, режим дуплекса и тождества камеры. Эта модель повторяет, при необходимости, форму волны LTE, чтобы соответствовать частоте дискретизации формы волны NR. Блок Параметр не принимает полосу пропускания LTE шире, чем ширина полосы пропускания NR.

Кроме того, блок Waveform Parameters предоставляет опцию включения или отключения теста ACLR. Когда измерение ACLR включено, форма волны переизбирается, чтобы визуализировать спектральное восстановление. Блок Параметры также включает параметр, называемый Interferer Gain, который позволяет управлять линейным усилением интерференции LTE. Чтобы отменить передачу интерференции LTE, установите параметр Interferer Gain равным 0. Блок Interferer Gain соединяется между этапами генерации основной полосы частот и RF Reception.

Для получения дополнительной информации о том, как сгенерировать NR-TM и LTE-TM, смотрите 5G NR-TM и FRC Генерация сигналов и LTE нисходящая экспериментальная модель (E-TM) Генерация сигналов волны (LTE Toolbox), соответственно.

Когда пример работает на субкадре по базису субкадров, блоки NR-TM и LTE-TM Transmission генерируют по одному субкадру за раз. Передача десяти субкадров, соответствующих одной системе координат в случае режима дуплекса FDD, длится 10 мс. Если время симуляции больше 10 мс, оба блока передают одну и ту же систему координат циклически. Блок Subframe Counter сохраняет номер текущего переданного субкадра. Если время симуляции больше, чем период системы координат, блок Subframe Counter сбрасывается на 0.

Приемная РФ

Блок RF-приемника основан на архитектуре супергетеродинного приемника. Эта архитектура применяет фильтрацию и усиление полосы пропускания и преобразует принятую форму волны вниз на промежуточную частоту. Радиочастотные компоненты этого супергетеродинного приемника:

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

Чтобы отправить обе формы волны в RF Receiver, вставьте блок Vector Concatenate между этапами Baseband Reception и RF Reception. Блок Vector Concatenate конкатенирует обе формы волны горизонтально, по одному столбцу на форму волны. Затем блок Inport внутри RF Приемника преобразует две конкатенированные комплексные формы волны основной полосы в RF сигналы с учетом центральных частот, выбранных в параметре Несущих частот этого блока (каждая частота, выбранная в частотах Несущей, присваивается другой конкатенированной форме волны). Блок Outport преобразует RF сигнал обратно в сложную полосу частот.

Из-за того, что приемник RF принимает максимум 1024 выборок на каждый подкадр, входной буфер перед блоком приемника RF уменьшает количество выборок, отправленных в приемник RF. В текущем строении входной буфер отправляет 1024 выборки за раз.

Перед отправкой выборок в блок Decode Subframe, Выход Buffer (после RF- Приемника) буферизует все выборки в подкадре, и блок АЦП оцифровывает сигнал. Можно изменить параметры блоков АЦП с помощью его маски.

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

Можно сконфигурировать компоненты Приемник с помощью блока Receiver.

Блок RF Receiver показывает типичные нарушения, включая:

Прием и измерения NR основной полосы частот

Блок Decode Subframe выполняет демодуляцию OFDM принятого субкадра, оценку канала и эквализацию, чтобы восстановить и построить график символов PDSCH в схеме созвездия. Этот блок также рассчитывает среднее значение EVM по времени и частоте и строит графики этих значений:

Согласно TS 38.141-1 [1], не все символы PDSCH рассматриваются для оценки EVM. Используя RNTI, функция helper hListTargetPDSCHs выбирает целевые символы PDSCH для анализа.

Блок Spectrum Analyzer обеспечивает измерения частотного диапазона, такие как ACLR (называемый ACPR), занимаемая полоса, степень канала и CCDF. Чтобы визуализировать спектральное возрождение, тест ACLR переизбирает форму волны. Коэффициент избыточной дискретизации зависит от строения формы волны и должен быть установлен таким образом, чтобы сгенерированный сигнал мог представлять первые и вторые смежные каналы. Оценка ACLR выполняется в соответствии со спецификациями TS 38.141-1 [1].

Производительность модели

Чтобы охарактеризовать влияние интерференции LTE на прием NR, можно сравнить результаты EVM и ACLR для двух различных случаев: 1) нет интерференции, например, только форма волны NR; и 2) существует помеха, вы передаете обе формы волны, NR и LTE.

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

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

--- End of simulation ---

Согласно TS 38.104 [3], минимальная необходимая ACLR для проведенных измерений составляет 45 дБ, а максимальная необходимая EVM при 256-QAM созвездия - 3,5%. Поскольку значения ACLR, около 53 дБ, выше 45 дБ, а общий 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, схема созвездия более искажена, и спектральное возрождение выше. Что касается измерений, значения ACLR, около 48 дБ, и общий EVM, около 2%, все еще соответствуют требованиям TS 38.104 [3].

Приемник RF сконфигурирован для работы со значениями по умолчанию блока Waveform Parameters и с несущими NR и LTE с центром 2190 МГц и 2120 МГц соответственно. Эти несущие находятся в пределах рабочей полосы NR n65 [4] и рабочей полосы E-UTRA 1 [5]. Если вы изменяете частоту несущей или значения в блоке Waveform Parameters, вам, возможно, потребуется обновить параметры компонентов RF Receiver, поскольку эти параметры были выбраны для работы с строением по умолчанию в примере. Для получения дополнительной информации смотрите раздел «Сводка» и «Дальнейшее исследование» этого примера.

Резюме и дальнейшие исследования

Этот пример демонстрирует, как смоделировать и протестировать прием формы волны NR при сосуществовании с формой волны LTE. RF- приемника состоит из полосно-пропускающих фильтров, усилителей и демодулятора. Чтобы оценить влияние интерференции LTE, пример изменяет усиление формы волны LTE и выполняет измерения ACLR и EVM. Можно также изучить влияние изменения ослаблений РФ. Для примера:

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

Если вы изменяете частоты несущей или значения в блоке Waveform Parameters, вам, возможно, потребуется обновить параметры компонентов RF Receiver, поскольку эти параметры были выбраны для работы с строением по умолчанию в примере. Для образца изменение частот несущей требует пересмотра полосы пропускания фильтров. Если вы выбираете полосу NR шире 20MHz, вам, возможно, потребуется обновить длительность Импульсной характеристики и Фазы параметры смещения частоты шума (Гц) блока Demodulator. Смещение фазы шума определяет нижний предел длительности импульсной характеристики. Если фаза разрешение смещения частоты шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики, появляется предупреждающее сообщение, указывающее минимальную длительность, подходящую для необходимого разрешения. Для получения дополнительной информации смотрите Demodulator (RF Blockset).

Этот пример может быть базисом для проверки сосуществования между формами волны NR-TM и LTE-TM для различных строений RF. Можно попробовать заменить блок RF Receiver другой выбранной подсистемой RF и соответствующим образом сконфигурировать модель.

Ссылки