LTE Uplink EVM и внутриполосные измерения выбросов

Открыть скрипт

Этот пример показывает, как LTE Toolbox™ может использоваться для выполнения измерений величины вектора ошибок (EVM) и внутриполосных выбросов по сигналу восходящей линии связи согласно TS 36.101 приложение F [1].

Введение

В приложении F к TS 36.101 [1] определены два измерения для передачи по восходящей линии связи, EVM и внутриполосных выбросов:

EVM используется как мера полученного сигнального созвездия ошибки. EVM определяется как различие между идеальной принятой формой волны и измеренной формой волны для выделенных ресурсных блоков. Среднее значение EVM измеряется в двух местоположениях во времени (низком и высоком), где низкое и высокое местоположения соответствуют выравниванию окна FFT в пределах начала и конца циклического префикса. LTE Toolbox требует, чтобы низкое и высокое местоположения были заданы как часть длины циклического префикса.

Передача пользовательского оборудования (UE) создается с использованием Опорного Канала Измерения (RMC) и случайных данных Общего Канала Физического Восходящего Канала (PUSCH) и нарушается путем введения аддитивного шума в модель передатчика EVM и смещения частоты и IQ. Переданная форма волны синхронизируется перед функцией, вычисляющей EVM и внутриполосные выбросы.

Передатчик

Чтобы сгенерировать RMC функцию lteRMCUL создает структуру строения для заданных настроек UE, характерных для данного Фиксированного Опорного Канала (FRC). Эта структура используется lteRMCULTool для генерации передачи 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 обесценения

Нарушения добавляются к трансмиссии, чтобы симулировать тестируемое устройство:

1,2% передачи EVM, смоделированной аддитивным шумом.
Смещение частоты 33 Гц.
Смещение 0,01 - 0,005j Q

% 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

Принятая форма волны синхронизируется, чтобы позволить выполнить измерения

% 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,:);

Выполните измерения

PUSCH EVM, PUSCH DRS EVM и внутриполосные выбросы вычисляются по вызову hPUSCHEVM.

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

EVM от символа OFDM
EVM от поднесущей
EVM от ресурсного блока
EVM от символа OFDM и поднесущей (т.е. ресурсная сетка EVM)

Обратите внимание, что измерение EVM, отображаемое в командном окне, вычисляется только между назначенными ресурсными блоками PUSCH в соответствии со стандартом LTE. Графики EVM показаны во всех ресурсных блоках (выделенных или не выделенных), что позволяет просматривать внутриполосные выбросы. В неотделенных ресурсных блоках EVM вычисляется, принимая, что принятые ресурсные элементы имеют ожидаемое значение нуля.

EVM каждой полки E-UTRA для модуляции QPSK/BPSK, 16QAM, 64QAM и 256QAM не должен 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%