В этом примере показано, как беспроводная форма волны LTE может быть получена и анализировала использование LTE Toolbox™, Instrument Control Toolbox™ и RF сигнализируют об оборудовании анализатора.
LTE Toolbox может использоваться, чтобы выполнить и стандартное совместимое и пользовательское декодирование и анализ основополосных сигналов LTE. Используя LTE Toolbox с Instrument Control Toolbox позволяет формам волны быть полученными с помощью теста и оборудования измерения и быть взятыми в MATLAB® для визуализации, анализа и декодирования.
В этом примере Instrument Control Toolbox используется, чтобы получить беспроводной сигнал LTE, использование Keysight Technologies® N9010A сигнализирует об анализаторе и получает его в MATLAB для анализа. Беспроводной сигнал сгенерирован с помощью генератора сигнала Keysight Technologies N5172B.
В этом примере полученная форма волны анализируется путем выполнения двух измерений с помощью LTE Toolbox:
Смежное Отношение Степени Утечки Канала: ACLR используется в качестве меры суммы степени, просачивающейся в смежные каналы, и задан как отношение отфильтрованной средней степени, сосредоточенной на присвоенной частоте канала к отфильтрованной средней степени, сосредоточенной на смежной частоте канала. Смотрите Нисходящий канал LTE Смежное Отношение Степени Утечки Канала (ACLR) Измерение для более подробного объяснения.
Величина Вектора ошибок PDSCH: EVM является мерой различия между идеальными символами и измеренными символами после эквализации. См. Измерение Величины вектора ошибок (EVM) PDSCH для более подробного объяснения.
LTE Toolbox может использоваться, чтобы сгенерировать стандартные или пользовательские основополосные формы волны IQ. Генерация сигналов и Передача с помощью LTE Toolbox с Тестовым оборудованием и Измерительным оборудованием демонстрируют, как сгенерировать беспроводную форму волны LTE с помощью LTE Toolbox и генератора сигнала Keysight Technologies.
В этом примере Studio Сигнала Keysight Technologies N7624B и генератор сигнала N5172B используются, чтобы сгенерировать стандартно-совместимую форму волны нисходящего канала LTE RF на центральной частоте на 1 ГГц. Примечание 1GHz выбрано как частота в качестве примера и не предназначается, чтобы быть распознанным каналом LTE.
Форма волны FDD R.6 Reference Measurement Channel (RMC) на 40 мс 5 МГц сгенерирована и циклично выполнена для получения. Повторные передачи HARQ выключены, чтобы упростить синхронизацию в приемнике, и OCNG позволяют заполнить неиспользованные элементы ресурса, чтобы сохранить степень сигнала постоянной.
Чтобы анализировать принятую форму волны, много системных параметров должны быть известны. Как стандартный RMC формой волны является полученный lteRMCDL используется, чтобы сгенерировать конфигурационную структуру для RMC R.6. Это обеспечивает параметры, требуемые для анализа, такие как полоса пропускания сигнала, нисходящая настройка управления и распределение ресурсов. В качестве альтернативы эти параметры могут быть получены посредством слепого декодирования, как продемонстрировано в Поиске Ячейки, MIB и Восстановлении SIB1.
% RMC configuration rmc = lteRMCDL('R.6'); % Ensure that the HARQ retransmissions are turned off at the transmitter so % that the Redundancy Version (RV) is the same in every subframe. This % simplifies synchronization as the receiver does not need to take account % of an RV pattern that spans multiple frames. rmc.PDSCH.RVSeq = 0; % Single transmission of the transport block % Enable OCNG fill rmc.OCNGPDSCHEnable = 'On'; rmc.OCNGPDCCHEnable = 'On'; % Write the sampling rate and UTRA chip rate to the configuration structure % to allow the calculation of ACLR parameters info = lteOFDMInfo(rmc); rmc.SamplingRate = info.SamplingRate; % UTRA chip rate in MCPS rmc.UTRAChipRate = 3.84;
Параметры, требуемые для измерения ACLR, вычисляются с помощью функции помощника hACLRParameters.m.
Определите полосу пропускания измерения - область значений полосы пропускания измерения должна покрыть два E-UTRA смежные каналы той же полосы пропускания как сигнал и два канала UTRA на 5 МГц, как дано таблицей 6.6.2.1-1 TS 36.104
Определите Параметры UTRA - уровни чипа UTRA и полосы пропускания
% Calculate ACLR measurement parameters
[aclr, nRC, R_C, BWUTRA] = hACLRParameters(rmc);
Чтобы анализировать беспроводную передачу в MATLAB, Instrument Control Toolbox используется, чтобы сконфигурировать Keysight Technologies N9010A, сигнализируют об анализаторе и собирают основополосные данные IQ. Функция помощника hCaptureIQUsingN9010A.m получает основополосные данные IQ и частоту дискретизации получения от анализатора сигнала, готового к анализу в MATLAB. Обратите внимание на то, что 40 подкадров получены для анализа.
capSubframes = 40; % Number of subframes to capture centerFrequency = 1e9; % 1GHz center frequency % The frequency range should cover the two E-UTRA adjacent channels of the % same bandwidth as the signal and the two 5MHz UTRA channels startFreq = centerFrequency-aclr.BandwidthACLR/2; stopFreq = centerFrequency+aclr.BandwidthACLR/2; externalTrigger = false; capTime = capSubframes*1e-3; % 1 subframes is 1ms resBW = 91e3; videoBW = 91e3; [captureWaveform,captureSampleRate] = hCaptureIQUsingN9010A( ... 'A-N9010A-21026.dhcp.mathworks.com',capTime, ... centerFrequency,stopFreq-startFreq,externalTrigger,startFreq,stopFreq, ... resBW,videoBW); rxWaveform = captureWaveform(1:end-1); captureSampleRate = round(captureSampleRate);
Смотрите функцию hCaptureIQUsingN9010A.m для получения дополнительной информации о входных параметрах, и команды должны были сконфигурировать сигнал Keysight Technologies N9010A анализатор и получить данные.
Графический вывод спектра частоты полученной области времени основополосная форма волны с помощью dsp.SpectrumAnalyzer DSP System Toolbox™ показывает ожидаемую занимаемую полосу LTE 5 МГц и смежные полосы, требуемые для измерения ACLR, с ухудшениями из-за передачи RF и приема.
spectrumPlotRx = dsp.SpectrumAnalyzer; spectrumPlotRx.SampleRate = captureSampleRate; spectrumPlotRx.SpectrumType = 'Power density'; spectrumPlotRx.PowerUnits = 'dBm'; spectrumPlotRx.RBWSource = 'Property'; spectrumPlotRx.RBW = 1.3e3; spectrumPlotRx.FrequencySpan = 'Span and center frequency'; spectrumPlotRx.Span = aclr.BandwidthACLR; spectrumPlotRx.CenterFrequency = 0; spectrumPlotRx.Window = 'Rectangular'; spectrumPlotRx.SpectralAverages = 10; spectrumPlotRx.YLimits = [-120 -50]; spectrumPlotRx.YLabel = 'PSD'; spectrumPlotRx.ShowLegend = false; spectrumPlotRx.Title = 'Received Signal Spectrum: 5 MHz LTE Carrier + Two adjacent E-UTRA and UTRA bands '; spectrumPlotRx(rxWaveform);
E-UTRA и UTRA ACLR полученной формы волны измеряются с помощью функций помощника hACLRMeasurementEUTRA.m и hACLRMeasurementUTRA.m. Нисходящий канал LTE в качестве примера Смежное Отношение Степени Утечки Канала (ACLR) Измерение описывает E-UTRA и измерения UTRA более подробно. Фильтр, используемый в передатчике, влияет на эффективность ACLR, таким образом, путем оптимизации фильтра стороны передачи, улучшения могут быть сделаны к ACLR.
% Apply required resampling for ACLR calculation. The capture sampling rate % must be greater than the ACLR sampling rate for correct measurement if captureSampleRate < aclr.SamplingRate warning(['The capture sampling rate (%d) is less than the minimum sampling ' ... 'rate required for ACLR measurement (%d), ACLR may be inaccurate!'],captureSampleRate,aclr.SamplingRate); end resampled = resample(rxWaveform,aclr.SamplingRate,captureSampleRate); % Measure E-UTRA and UTRA ACLR aclr = hACLRMeasurementEUTRA(aclr,resampled); aclr = hACLRMeasurementUTRA(aclr,resampled,nRC,R_C,BWUTRA); % Plot ACLR results fprintf('\nACLR Analysis:\n'); hACLRResults(aclr);
ACLR Analysis:
Bandwidth: 5000000
BandwidthConfig: 4500000
BandwidthACLR: 25000000
OSR: 4
SamplingRate: 30720000
EUTRACenterFreq: [-10000000 -5000000 5000000 10000000]
EUTRAPowerdBm: 4.8981
EUTRAdB: [53.6945 35.9019 36.2104 54.0940]
UTRAPowerdBm: 4.1544
UTRAdB: [54.3597 38.8857 38.9925 54.7750]
UTRACenterFreq: [-10000000 -5000000 5000000 10000000]
Форма волны, используемая выше для измерения ACLR также, содержит смежные полосы, которые не требуются для измерения EVM. Таким образом, форма волны передискретизируется к частоте дискретизации модулятора OFDM, который будет использоваться, чтобы демодулировать полученный сигнал и синхронизироваться с первым контуром системы координат, чтобы допускать демодуляцию OFDM.
rxWaveform = resample(rxWaveform,rmc.SamplingRate,captureSampleRate); % Synchronize to the first frame head offset = lteDLFrameOffset(rmc,rxWaveform); rxWaveform = rxWaveform(1+offset:end,:); % Extract 2 frames (20ms) for analysis nFramesAnalyse = 2; nFramesWaveform = length(rxWaveform)/(info.SamplingRate*10e-3); rxWaveform = rxWaveform( ... 1:(info.SamplingRate*(min(nFramesAnalyse,nFramesWaveform)*10e-3)));
Средний EVM полученных символов PDSCH измеряется с помощью функции помощника hPDSCHEVM.m. Пример Измерение Величины вектора ошибок (EVM) PDSCH демонстрирует стандартное совместимое измерение EVM согласно TS 36.104, Приложению E [1]. Обратите внимание на то, что функция помощника hPDSCHEVM.m может также измерить EVM Тестовой модели (E-TM) формы волны, такие как сгенерированный в Генерации сигналов и Передаче с помощью LTE Toolbox с Тестовым оборудованием и Измерительным оборудованием.
В этом примере средство оценки канала сконфигурировано, чтобы оценить время и частоту, варьирующуюся канал, когда беспроводное получение сигнала анализируется. Консерватор 9 9 экспериментальное окно усреднения используется, вовремя и частота, чтобы уменьшать удар шума на экспериментальных оценках во время оценки канала.
cec.PilotAverage = 'UserDefined'; cec.FreqWindow = 9; cec.TimeWindow = 9; cec.InterpType = 'cubic'; cec.InterpWinSize = 3; cec.InterpWindow = 'Causal';
Средний EVM для принятой формы волны отображен в командном окне. Много графиков также производятся:
EVM по сравнению с символом OFDM
EVM по сравнению с поднесущей
EVM по сравнению с блоком ресурса
EVM по сравнению с символом OFDM и поднесущей (i.e. сетка ресурса EVM)
% Perform EVM measurement fprintf('\nEVM Analysis:\n'); [evmMeas, evmPlots] = hPDSCHEVM(rmc,cec,rxWaveform);
EVM Analysis: Low edge EVM, subframe 0: 0.698% High edge EVM, subframe 0: 0.664% Low edge EVM, subframe 1: 0.751% High edge EVM, subframe 1: 0.725% Low edge EVM, subframe 2: 0.726% High edge EVM, subframe 2: 0.679% Low edge EVM, subframe 3: 0.757% High edge EVM, subframe 3: 0.722% Low edge EVM, subframe 4: 0.682% High edge EVM, subframe 4: 0.662% Low edge EVM, subframe 6: 0.753% High edge EVM, subframe 6: 0.720% Low edge EVM, subframe 7: 0.705% High edge EVM, subframe 7: 0.670% Low edge EVM, subframe 8: 0.752% High edge EVM, subframe 8: 0.734% Low edge EVM, subframe 9: 0.735% High edge EVM, subframe 9: 0.695% Averaged low edge EVM, frame 0: 0.730% Averaged high edge EVM, frame 0: 0.698% Averaged EVM frame 0: 0.730% Low edge EVM, subframe 0: 0.684% High edge EVM, subframe 0: 0.650% Low edge EVM, subframe 1: 0.729% High edge EVM, subframe 1: 0.690% Low edge EVM, subframe 2: 0.697% High edge EVM, subframe 2: 0.663% Low edge EVM, subframe 3: 0.714% High edge EVM, subframe 3: 0.676% Low edge EVM, subframe 4: 0.710% High edge EVM, subframe 4: 0.696% Low edge EVM, subframe 6: 0.713% High edge EVM, subframe 6: 0.700% Low edge EVM, subframe 7: 0.686% High edge EVM, subframe 7: 0.645% Low edge EVM, subframe 8: 0.737% High edge EVM, subframe 8: 0.715% Low edge EVM, subframe 9: 0.858% High edge EVM, subframe 9: 0.855% Averaged low edge EVM, frame 1: 0.728% Averaged high edge EVM, frame 1: 0.702% Averaged EVM frame 1: 0.728% Averaged overall EVM: 0.729%
Этот пример использует эти функции помощника:
3GPP TS 36.104 "Передача радио базовой станции (BS) и прием"