5G NR下行ACLR测量

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本示例演示如何使用5G工具箱™测量频率范围1 (FR1)和FR2的5G NR测试模型(NR- tms)的相邻信道泄漏比(ACLR)。

介绍

ACLR是以指定信道频率为中心的滤波平均功率与以相邻信道频率为中心的滤波平均功率的比值。本示例执行NR下行波形的ACLR测量，如TS 38.104章节6.6.3所定义。为了模拟带外光谱发射的影响，该实例使用高功率放大器(HPA)模型将光谱再生应用于过采样波形。

生成NR-TM波形

使用MATLAB类hNRReferenceWaveformGenerator为FR1和FR2生成5G NR-TMs。你可以通过指定这些参数来生成NR-TM波形:

NR-TM名字
信道带宽
副载波间距
双工模式

有关更多信息，请参见5G NR-TM和FRC波形生成的例子。

%选择NR-TM波形参数nrtm =“NR-FR1-TM1.2”；% NR-TM名称和属性bw =“20兆赫”；%通道带宽scs =“15 khz”；%副载波间距dm =“FDD”；%双工模式为上面的NR-TM创建生成器对象tmWaveGen = hNRReferenceWaveformGenerator (scs nrtm, bw, dm);%确保没有窗口突出显示过滤对ACLR的影响tmWaveGen = makeConfigWritable (tmWaveGen);tmWaveGen.Config.WindowingPercent = 0;%生成波形[tmWaveform, tmWaveInfo] = generateWaveform (tmWaveGen);samplingRate = tmWaveInfo.Info.SamplingRate;%波形采样率(Hz)%可视化关联的PRB和子载波资源网格displayResourceGrid (tmWaveGen);

显示结果

相关的PRB资源网格(顶部)描述了每个BWP中不同组件(PDCCH、PDSCH、CORESET和SS Burst)的分配。网格不绘制信号的幅值，只绘制信号在网格中的位置。
SCS特定的载波资源网格(中间)连同最小的保护带，相对于整体信道带宽对齐。
子载波资源网格(底部)表示产生的波形的振幅水平。如果只显示一种颜色，那么所有的分量都有相同的振幅。

计算ACLR参数

辅助函数hACLRParametersNR.m计算ACLR测量所需的参数。

函数决定了所需的过采样。若输入波形采样率(samplingRate)不足以跨越整个带宽(aclr。BandwidthACLR)的相邻通道(允许最大85%的带宽占用)，您可以使用上采样版本的波形进行ACLR计算。上采样系数为aclr。OSR．

aclrParameters = hACLRParametersNR (tmWaveGen.Config);disp (aclrParameters);

带宽:20000000子载波间距:15000 BandwidthConfig: 19080000 BandwidthACLR: 100000000 OSR: 4 SamplingRate: 122880000

改进ACLR的滤波波形

由于在OFDM调制中采用隐式矩形脉冲整形(每个OFDM子载波在频域上都有sinc形状)，因此产生的波形没有滤波，因此存在显著的带外光谱发射。对波形进行滤波可以提高ACLR的性能。

设计一个滤波器，其过渡带从所占用的传输带宽的边缘开始(aclr。BandwidthConfig)，并在总信道带宽(aclr。带宽)．这个滤波器不涉及速率变化，它只是在波形的原始带宽内形成频谱。

%设计滤波器lpFilt = designfilt (“lowpassfir”，.．.“PassbandFrequency”, aclrParameters。BandwidthConfig/2,.．.“StopbandFrequency”, aclrParameters。带宽/ 2,.．.“PassbandRipple”, 0.1,.．.“StopbandAttenuation”, 80,.．.“SampleRate”, samplingRate);%应用过滤器filtTmWaveform =过滤器(lpFilt tmWaveform);

过采样和HPA非线性模型

例如，创建一个能够表示第1和第2个相邻载波的信号aclr。BandwidthACLR带宽占用不超过85%，对NR波形进行过采样。对信号进行过采样后，采用HPA模型产生带外失真。例如，要模拟HPA行为，可以使用Rapp方法，这种方法在无线应用中广泛使用，以产生AM/AM失真。在MATLAB®中，您可以使用无记忆非线性对象来建模Rapp方法。为了突出滤波对ACLR测量的影响，首先将过采样和HPA非线性应用于滤波后的NR信号，然后再应用于未滤波的相同NR信号。

%应用所需的过采样重新取样=重新取样(tmWaveform aclrParameters.OSR 1);%不过滤filtResampled =重新取样(filtTmWaveform aclrParameters.OSR 1);%过滤%创建和配置一个无记忆非线性模型的放大器非线性= comm.MemorylessNonlinearity;非线性。方法=“拉普模式”；非线性。平滑度= 3;% p参数非线性。LinearGain = 0.5;% dB非线性。OutputSaturationLevel = 2;%限制输出信号电平控制HPA输入回退电平的信号调理重新取样=重新取样/ max (abs(重新取样));%不过滤filtResampled = filtResampled / max (abs (filtResampled));%过滤%将放大器模型应用于NR波形txWaveform =非线性(重新取样);%不过滤txFiltWaveform =非线性(filtResampled);%过滤

计算NR ACLR

的hACLRMeasurementNR.mhelper功能使用相邻通道上的方形窗口来测量NR ACLR。这个函数取测量信号的DFT，并使用适当容器的能量来计算相邻信道的功率。

%计算NR ACLRaclr = hACLRMeasurementNR (aclrParameters txWaveform);%不过滤filtAclr = hACLRMeasurementNR (aclrParameters txFiltWaveform);%过滤

的hACLRMeasurementNR.mhelper函数在结构中返回ACLR测量值，包含以下字段:

带宽:所关联的信道带宽tmWaveform在赫兹。这是所分配信道的总带宽。
SubcarrierSpacing:关联的子载波间距tmWaveform在赫兹。
BandwidthConfig:所关联的传输带宽配置tmWaveform在赫兹。这是包含活动子载波的信道带宽中的带宽。
BandwidthACLR:表示第1和第2相邻载波所需的带宽;内部用于ACLR测量的采样率将支持这个带宽，最多占用85%的带宽。金宝app
OSR:输入的整数过采样比tmWaveform需要创建能够代表第1和第2相邻载波的信号。
SamplingRate:计算ACLR的内部测量信号的采样率。如果OSR = 1，该信号为输入波形;如果OSR > 1，此信号为上采样的输入波形OSR．因此:aclr。SamplingRate = OSR * SamplingRate．
CarrierFrequency:相邻信道NR中心频率的矢量，以赫兹为单位[-2，-1,1,2]。
SignalPowerdBm:在感兴趣的NR信道内输入的功率，以分贝为单位，相对于1欧姆的1mw，例如带宽的平方滤波器aclr。BandwidthConfig以0hz为中心。
ACLRdB: NR aclr的矢量，以分贝为单位aclr。SignalPowerdBm，测量相邻通道[-2，-1,1,2]。

计算误差矢量大小

的hNRPDSCHEVM.m辅助函数测量NR-TM或固定参考通道(FRC)波形的误差矢量大小(EVM)。该函数计算每个OFDM符号、槽、子载波和总体EVM的均方根(RMS)和峰值EVM。

% EVM配置参数evmCfg。PlotEVM = false;evmCfg。SampleRate = aclrParameters.SamplingRate;evmCfg。标签= tmWaveGen.ConfiguredModel {1};%不经过滤波测量发射波形的EVM相关统计evmInfo = hNRPDSCHEVM (tmWaveGen.Config txWaveform evmCfg)

RMS维生素,维生素,峰值位置0:0.105 - 0.217% RMS维生素,维生素,峰值位置1:0.106 - 0.223% RMS维生素,维生素,槽2:0.105 - 0.219% RMS维生素,维生素,峰值位置3:0.105 - 0.217% RMS维生素,维生素,槽4:0.105 - 0.215% RMS维生素,维生素,槽5:0.105 - 0.221% RMS维生素,维生素,槽6:0.105 - 0.216% RMS维生素,维生素,槽7:0.106 - 0.222% RMS维生素,维生素,槽8:0.105 0.219% RMS EVM, Peak EVM, slot 9: 0.103 0.216%平均RMS EVM帧0:0.105%平均总体RMS EVM: 0.105%总体峰值EVM = 0.22297%

evmInfo =结构体字段:subcarrierms: [1272×1 double] SubcarrierPeak: [1272×1 double] SymbolRMS: [140×1 double] SymbolPeak: [140×1 double] SlotRMS: [10×1 double] SlotPeak: [10×1 double] EVMGrid: [1272×140 double] OverallEVM: [1×1 struct]

%通过滤波测量发射波形的EVM相关统计evmInfoFilt = hNRPDSCHEVM (tmWaveGen.Config txFiltWaveform evmCfg);

RMS维生素,维生素,峰值位置0:0.242 - 0.624% RMS维生素,维生素,峰值位置1:0.252 - 0.626% RMS维生素,维生素,槽2:0.238 - 0.653% RMS维生素,维生素,峰值位置3:0.230 - 0.663% RMS维生素,维生素,槽4:0.259 - 0.600% RMS维生素,维生素,槽5:0.273 - 0.761% RMS维生素,维生素,槽6:0.245 - 0.616% RMS维生素,维生素,槽7:0.246 - 0.662% RMS维生素,维生素,槽8:0.230 0.617% EVM总体均方根值:0.246% EVM峰值= 0.76051%

显示结果

的hACLRResultsNR.mhelper功能显示NR的ACLR，绘制NR频谱和相邻通道泄漏比。

不过滤

根据TS 38.104第6.6.3.2节，进行测量所需的最低ACLR为45 dB。由于其中一些ACLR值低于45 dB，因此不符合要求。

hACLRResultsNR (aclr txWaveform,“(而不是过滤)”）;

Bandwidth: 20000000 SubcarrierSpacing: 15000 BandwidthConfig: 19080000 BandwidthACLR: 100000000 OSR: 4 SamplingRate: 122880000 CarrierFrequency: [-40000000 -20000000 20000000 40000000] SignalPowerdBm: 19.3990 ACLRdB: [78.2467 40.8353 40.3653 79.5133]

过滤后的

对生成的波形进行滤波后，性能得到改善。滤波后的ACLR结果高于要求的最小值。

hACLRResultsNR (filtAclr txFiltWaveform,(过滤)的）;

Bandwidth: 20000000 SubcarrierSpacing: 15000 BandwidthConfig: 19080000 BandwidthACLR: 100000000 OSR: 4 SamplingRate: 122880000 CarrierFrequency: [-40000000 -20000000 20000000 40000000] SignalPowerdBm: 19.3963 ACLRdB: [78.2486 71.8595 71.7697 79.5098]