测量射频损伤对LTE系统的影响

通信系统的性能对射频元件，如低噪声放大器(LNAs)、功率放大器(PAs)或混频器提出了很高的要求。这些射频元件所规定的约束直接影响基带设计。两个著名的例子包括GSM选择GMSK调制，或者LTE上行选择SC-FDMA调制。因此，在设计过程的早期就评估这些射频组件对完整系统的影响是可取的。这需要建立一个具有精确基带建模和真实射频效果的仿真。

LTE系统工具箱™ 提供对详细基带建模和标准测量（如EVM和ACLR）的轻松访问。它还与SimRF集成™ （图1），它提供了射频系统的快速模拟和对互调失真、图像抑制和相位噪声等影响的深入了解。

此示例显示了如何评估射频前端对EVM的影响。我们要考虑的缺陷包括：

• LNA：非线性（IP3）、频率相关响应（S参数）、噪声
• 混频器/解调器:I/Q不平衡，相位噪声，输入隔离，非线性(IP2)， LO泄漏
• VGAs:非线性(IP3, 1dB压缩点)

射频接收器设置

图2显示了射频接收器的型号。输入信号经过低噪声放大器，然后经过直接转换解调器，到达基带。I/Q分量通过VGA放大，并组合成复杂的输出信号，以便进一步处理和分析

仿真结果

图3比较了理想射频前端与带有缺陷的真实射频前端的测量值。该图清楚地显示了损伤对射频前端的影响。通过在设计早期利用这种模拟，我们可以微调射频组件参数，以验证EVM目标是否满足。

发送/接收链的详细信息

我们使用MATLAB中的LTE系统工具箱^®生成符合标准的LTE数据的子帧。输出变量，tx，表示循环前缀插入后OFDM调制器的基带输出。如下图所示，LTE系统工具箱包括如下功能lteRMCDLTool产生符合标准的测试信号[1]。

%使用固定PDSCH数据创建eNodeB传输rmc = lteRMCDL(“R.6”);data = randi([0 1]， sum(rmc.PDSCH.TrBlkSizes)，1); / /将rmc.PDSCH.TrBlkSizes赋值[tx， ~， info] = lteRMCDLTool(rmc, data);

使用sim卡命令时，将LTE系统工具箱生成的信号导入Simulink金宝app^®．

% SimRF testbenchsim（型号、时间（结束））；xInitial=xFinal；

如图4所示，输入信号(橙色)经过滤波和自由空间后，进入接收机，加入高斯白噪声。接收到的信号然后进入RF前端，如图4中蓝色所示，并在图2中讨论。这就是来自SimRF的RF模拟引擎发挥作用的地方。

作为射频损害的一个例子，混频器包括相位噪声。图5显示了在混频器中使用的LO周围的相位噪声的轮廓，分贝与频率偏移的对数。

其他影响包括非线性，由于谐波通过直接转换过程混回直流，导致射频前端输出处产生直流偏移。为了补偿此直流偏移，信号被传递到ADC和直流偏移补偿算法（未显示）。

SimRF使用电路包络技术实现对射频信号的快速模拟，而不会降低精度。电路包络技术使射频模型与数字基带算法易于集成，并提供了一个自然的框架，在该框架中可以轻松描述射频效应和缺陷。

图6显示了信号在链的以下阶段的频谱:

• 变送器输出（黄色）
• 接收端的输入(蓝色)，经过衰减和噪声相加
• 射频前端输出(红色)，功率增加，但直流偏置
• 直流偏移补偿器的输出（绿色）

直流偏移补偿算法成功地消除了直流偏移，由中心频率处的红色峰值表示。

最后，我们使用LTE系统工具箱在MATLAB中测量EVM信号，该工具箱按照3GPP TS 36.101[2]提供EVM。

计算EVM测量值= hPDSCHEVM(rmc, struct(“PilotAverage”，“TestEVM”), rx);evmpeak (n) = evmmeas.Peak;evmrms (n) = evmmeas.RMS;

结论

LTE系统工具箱与SimRF集成，在LTE系统环境中模拟RF组件。LTE System Toolbox提供准确的LTE基带建模，而SimRF通过其射频组件和核心模拟器，让您可以透明地模拟设计的射频部分。

通过使用LTE System Toolbox和SimRF在设计过程的早期评估射频组件的性能和影响，我们可以降低后期可能出现的风险和问题。

工具书类

[1]生成LTE波形
[2] 3GPP TS 36.101 -基站无线电传输和接收
［3］PDSCH误差矢量大小(EVM)测量