测量LTE上行链路EVM和带内排放量

基于所接收的信号星座误差计算EVM，作为理想接收波形和用于分配资源块的测量波形之间的差异。带内发射被定义为用户设备（UE）输出功率在分配的RB中的UE输出功率中的用户设备（UE）输出功率的比率。LTE System Toolbox™可以测量EVM和带内排放。

通过这些测量，您可以评估接收信号和传输信道的质量。这些测量是评估LTE发射器的质量的关键，包括由RF和模拟组件引起的任何损伤。

此示例显示了使用LTE系统工具箱的五个步骤，以在每个TS 36.101附件F [1]上的上行链路信号上执行EVM和带内发射。

上行链路发送信号生成

使用参考测量信道（RMC）和随机物理上行链路共享信道（PUSCH）数据来创建UE发送波形。要生成波形，我们使用ltermiultool.LTE System Toolbox app，如图1所示。我们设置了适当的参数，比如引用通道标识符和冗余版本(RV)序列。然后我们为传输的输出波形、资源网格和RMC配置提供变量名。最后，我们点击生成波形．

或者，我们使用MATLAB^®功能lteRMCUL首先为特定于给定固定参考通道(FRC)的给定UE设置创建一个配置结构。这种结构是与ltermiultool.函数和随机PUSCH数据生成波形和资源网格。以下四行MATLAB代码执行这些操作，并允许直接访问定制参考波形:

frc = lteRMCUL ('a3-1'）;% UE配置，一个TS36.101 FRCfrc.PUSCH.RVSeq = 0;%冗余版本data = randi([0 1]， frc.PUSCH.TrBlkSizes(1)， 1);％创建随机PUSCH数据[tx波形，txGrid] = lteRMCULTool(frc, data);% UE发射波形产生

减损和噪声建模

在实际情况下，该信号通常被馈送到RF电路以进行放大，上转换和在空中传输。该步骤通常由于不完全放大器，调制器等引起信号质量的损伤，这就是在此步骤之后测量信号EVM至关重要的原因。

此时，我们为传输波形添加损伤以模拟被测设备。例如，我们引入模型的障碍：

• 1.2％发射噪声模型模型的EVM
• 33 Hz频率偏移
• 恒定0.01-0.005J I / Q不平衡偏移

下面的Matlab脚本显示了如何通过LTE系统工具箱功能轻松地添加这些类型的损伤。

%模型传输带有附加噪声的EVM信息= LTESCFDMAINFO（FRC）;%从FRC结构中获得FFT长度txEVMpc = 1.2;％SET期望传输EVM以百分比获得= txEVMpc /(100 * 12(双(info.Nfft)));%计算加性噪声增益EVMMODEL = GAIN *复杂（RANDN（尺寸（TXWAVEFORM）），RANDN（尺寸（TXWAVEFORM））/ 2;rxwaveform = txwaveform + EVMMODEL;%添加噪声发送波形％添加频率偏移量foffset = 33.0;％赫兹频率偏移rxwaveform = ltefrequencycorct（frc，rxwaveform，-foffset）;％添加IQ偏移量Iqoffset = complex(0.01， -0.005);rxWaveform = rxWaveform + iqoffset;

纠正接收的波形

在我们可以计算EVM和带内排放之前，所接收的波形必须经过定时同步和I / Q偏移校正。在逐个子帧的基础上，我们还必须估计频率偏移并因此校正接收的波形。下面的MATLAB脚本显示了使用LTE系统工具箱的功能来执行定时同步和I / Q偏移校正。

注意:频率偏移校正没有显示在下面的MATLAB代码中，并在HPUSCHEVM.测量EVM中的辅助功能。

％同步接收波形timing_offset = lteULFrameOffset(frc, frc. frameoffset);PUSCH rxWaveform);rx波形= rx波形(1+timing_offset:end，:);%进行IQ偏移校正iqoffset =均值（rxwaveform）;rxwaveform = rxwaveform  -  iqoffset;

测量EVM

接收到的波形进行逐帧EVM测量。为了计算EVM，除了对已分配资源块的接收符号进行测量外，还需要重构理想符号。理想的符号是通过以下操作组合获得的:单载波频分多址(SC-FDMA)解调获得接收的资源网格，信道估计，PUSCH均衡，符号解调，解码，然后重新编码接收位，重置，重调。图2显示了EVM测量的过程。

在两个位置（低和高）的两个位置测量平均EVM，其中低位和高位置对应于循环前缀（CP）的开始和结束内的快速傅里叶变换（FFT）窗口的对准。图3显示了一个单载波频分复用（SC-FDM）数据符号内的低测量点的位置和高测量点的位置。在FFT样本中，低位置与高位置之间的差异称为EVM窗口长度。

EVM窗口长度取决于信道带宽或是否使用普通CP。表1说明了正常CP中EVM窗口长度对带宽的依赖关系。LTE系统工具箱要求将低位置和高位置指定为CP长度的一部分。

所有这些计算都在单辅助函数内执行HPUSCHEVM.LTE系统工具箱。下面的MATLAB代码显示了如何通过提供FRC和接收波形作为输入来调用函数rxwaveform.，并获得作为分配资源块的平均整体PUSCH EVM和平均整体解调参考信号（DRS）EVM。

％compute EVM和带内排放量[EVMPUSCH，EVMDRS] = HPUSCHEVM（FRC，RXWAVEFORM）;％显示EVM结果流('平均脓液evm：％0.3f %% \ n', evmpusch.RMS * 100);流('平均总DRS EVM: % 0.3% f%%'，evmdrs.rms * 100）;

平均整体PUSCH EVM: 1.627%平均整体DRS EVM: 0.925%

注意，每个E-UTRA载波用于QPSK/BPSK和16QAM调制的EVM不应超过每3 GPP TS36.101，表6.5.2.1.1-[1]的EVM水平分别为17.5%和12.5%。我们在上述测量中获得的结果很好地在这个范围内。

测量带内排放

为了测量带内排放，我们需要计算未分配的RB中的UE输出功率。未分配的RB的数量取决于我们选择的FRC。通过运行以下MATLAB代码，我们可以在传输带宽中可视化分配的和非分配的RBS。

冲浪（1：尺寸（TxGrid，2），1：尺寸（TxGrid，1），20 * log10（ABS（TxGrid（：，1））））））;标题（“可视化分配的和非分配的RBS用于带入频带排放”）;包含(“槽指数”）;ylabel ('子载波索引'）;Zlabel（'符号力量'）;

图4显示了右侧的单个分配的RB（RB = 0），其扩展为分配的RB左侧的12个子载波和5个未分配的RB。在分配的RB外部的第一相邻RB由RB = 1表示，并且其他非分配的资源块以序列示出为最大RB = 5。

与分离分配和非分配的RB相关的所有计算和计算带内发射在LTE系统工具箱的相同辅助功能HPUSChevm内执行。下面的MATLAB脚本显示如何调用与EVM部分中所述的相同输入参数的函数调用。然后，我们作为其第三个输出参数获得，绝对和相对带内排放量的每槽测量。

％compute EVM和带内排放量[〜，〜，排放] = HPUSCHEVM（FRC，RxWAVEFORM）;％绘制绝对的带内排放量数字;h = plot（发射.Absolute。＇，＇*  -＇）;标题（“每个未分配的RB的绝对带内排放量”，．．．'字体大小'10，“FontWeight”，“正常”）;包含('投币口'，'字体大小'10，“FontWeight”，“正常”）;ylabel (“绝对带内排放”，'字体大小'10，“FontWeight”，“正常”）;nrb =长度（发射.deltarb）;s =细胞（1，NRB）;为k=1:nRB s{k} = sprintf('\\ delta _ r _ b =％d', emissions.DeltaRB (k));结尾传奇(h, s,'地点'，“最佳”）;

上面的脚本还绘制了下面的图5，它可视化了每个分配的RB的绝对带内排放，范围从毗邻分配的RB (RB=1)到最远的未分配的RB从分配的RB (RB=5)。

概括

LTE系统工具箱使您能够根据标准文档TS 36.101附件F [1]和TS 36.104附件E [2]执行EVM和带内排放量度测量。

如果您为LTE系统的实际实现设计RF组件，则此功能是关键启用程序，因为您可以根据3GPP规范快速评估系统的性能。

给出的度量工作流用最少的时间来定义和执行。此外，访问MATLAB代码打开无限的设计修改和访问算法使用。LTE系统工具箱包括下行[3]和上行[4]EVM测量。

参考

[1] 3GPP TS 36.101 - 用户设备无线电传输和接收
[2] 3GPP TS 36.104 - 基站无线电传输和接收
［3］PDSCH误差矢量幅度(EVM)测量
［4］LTE上行EVM和带内发射测量