使用LTE工具箱与测试测量设备进行波形采集与分析

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本示例展示了如何使用LTE工具箱™、仪器控制工具箱™和RF信号分析仪硬件捕获和分析空中LTE波形。

介绍

LTE工具箱可用于执行标准兼容和自定义解码和分析基带LTE信号。使用LTE工具箱与仪器控制工具箱可以使用测试和测量硬件捕获波形，并将其带入MATLAB®进行可视化、分析和解码。

在本例中，仪器控制工具箱用于使用Keysight Technologies®N9010A信号分析仪捕获空中LTE信号，并将其检索到MATLAB进行分析。无线信号是使用Keysight Technologies的N5172B信号发生器产生的。

在该示例中，通过使用LTE工具箱执行两个测量来分析捕获的波形：

相邻信道泄漏功率比: ACLR被用作泄漏到相邻信道的功率的度量，定义为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。看到LTE下行相邻信道泄漏功率比(ACLR)测量获取更详细的解释。
PDSCH误差矢量大小: EVM是均衡后理想符号与被测符号之差的度量。看到PDSCH误差矢量幅度(EVM)测量获取更详细的解释。

产生无线信号

LTE工具箱可用于产生标准或自定义基带IQ波形。波形产生和传输使用LTE工具箱与测试和测量设备演示了如何使用LTE工具箱和Keysight Technologies信号发生器产生空中LTE波形。

在本例中，Keysight Technologies N7624B Signal Studio和N5172B信号发生器用于在1GHz中心频率产生符合标准的RF LTE下行波形。注:1GHz是一个例子频率，并不是一个公认的LTE通道。

生成40ms 5MHz FDD R.6参考测量通道（RMC）波形并循环捕获。关闭HARQ重传以简化接收器的同步，并且OCNG能够填充未使用的资源元素以保持信号功率常数。

LTE信号参数

为了分析接收的波形，必须知道一些系统参数。作为一个标准的RMC波形被捕获lteRMCDL用于为RMC R.6生成配置结构。提供分析所需的参数，如信号带宽、下行控制配置、资源分配等。或者，这些参数可以通过盲译码获得，如Cell Search, MIB and SIB1 Recovery．

% RMC配置rmc = lteRMCDL (“R.6”）;确保HARQ重传在发射机关闭，这样%表示每个子帧的冗余版本(RV)是相同的。这%简化了同步，因为接收者不需要考虑同步跨越多个框架的RV模式的%。rmc.PDSCH.RVSeq = 0;%运输块的单传动%启用OCNG填充rmc。OCNGPDSCHEnable =“上”;rmc。OCNGPDCCHEnable =“上”;%将采样率和UTRA芯片率写入配置结构%允许ACLR参数的计算信息= lteOFDMInfo (rmc);rmc。SamplingRate = info.SamplingRate;MCPS中的UTRA芯片速率rmc。UTRAChipRate = 3.84;

计算ACLR参数

ACLR测量所需的参数是使用辅助函数计算的hACLRParameters.m．

确定测量带宽-测量带宽范围应包括与信号带宽相同的两个E-UTRA相邻通道和TS 36.104表6.6.2.1-1给出的两个5MHz UTRA通道
确定UTRA参数-UTRA芯片速率和带宽

%计算ACLR测量参数[aclr, nRC, R_C, BWUTRA] = hACLRParameters(rmc);

在MATLAB中获取信号分析仪的基带信号

为了在MATLAB中分析无线传输，使用仪器控制工具箱配置Keysight Technologies N9010A信号分析仪并捕获基带IQ数据。辅助函数hCaptureIQUsingN9010A.m从信号分析仪中检索基带IQ数据和捕获采样率，准备在MATLAB中分析。注意，将捕获40个子帧用于分析。

capSubframes = 40;%要捕获的子帧数centerFrequency = 1 e9;% 1GHz中心频率%频率范围应覆盖两个E-UTRA相邻的信道%相同的带宽作为信号和两个5MHz UTRA通道startFreq = centerFrequency-aclr.BandwidthACLR / 2;stopFreq = centerFrequency + aclr.BandwidthACLR / 2;externalTrigger = false;capTime = capSubframes * 1 e - 3;% 1个子帧是1msresBW = 91年e3;videoBW = 91年e3;[captureWaveform, captureSampleRate] = hCaptureIQUsingN9010A (．．．“n9010a - 21026. dhcp.mathworks.com”capTime,．．．centerFrequency、stopFreq-startFreq externalTrigger、startFreq stopFreq,．．．resBW videoBW);rxWaveform = captureWaveform (1: end-1);captureSampleRate =圆(captureSampleRate);

绘制接收信号频谱

检查功能hCaptureIQUsingN9010A.m关于配置Keysight Technologies N9010A信号分析仪和检索数据所需的输入参数和命令的更多细节。

使用DSP系统工具箱™绘制检索的时域基带波形的频谱dsp。简介显示了预期的LTE 5 MHz占用带宽和ACLR测量所需的相邻频带，由于射频传输和接收的损害。

spectrumPlotRx = dsp.SpectrumAnalyzer;spectrumPlotRx。SampleRate = captureSampleRate;spectrumPlotRx。SpectrumType =的功率密度;spectrumPlotRx。PowerUnits =dBm的;spectrumPlotRx。RBWSource =“属性”;spectrumPlotRx。RBW = 1.3 e3;spectrumPlotRx。FrequencySpan =跨度和中心频率;spectrumPlotRx。跨度= aclr.BandwidthACLR;spectrumPlotRx。CenterFrequency = 0;spectrumPlotRx。窗口=“矩形”;spectrumplotrx.spectralaverages = 10;Spectrumplotrx.ylimits = [-120 -50];Spectrumplotrx.ylabel =PSD的;spectrumPlotRx。ShowLegend = false;spectrumPlotRx。Title =接收信号频谱:5 MHz LTE载波+两个相邻的E-UTRA和UTRA频段;spectrumPlotRx (rxWaveform);

相邻载波泄漏比测量

利用辅助函数对捕获波形的E-UTRA和UTRA ACLR进行测量hACLRMeasurementEUTRA.m和hACLRMeasurementUTRA.m．这个例子LTE下行相邻信道泄漏功率比(ACLR)测量更详细地描述了E-UTRA和UTRA测量。发射机中使用的滤波器影响ACLR的性能，因此通过优化发射侧滤波器，可以对ACLR进行改进。

%为ACLR计算重新抽样。捕获采样率%必须大于ACLR采样率，才能进行正确的测量如果captureSampleRate < aclr。SamplingRate警告([捕获抽样率(%d)小于最小抽样率．．．“ACLR测量所需的速率(%d)， ACLR可能不准确!”, captureSampleRate aclr.SamplingRate);结束重新取样=重新取样(rxWaveform aclr.SamplingRate captureSampleRate);%测量E-UTRA和UTRA ACLRaclr = hACLRMeasurementEUTRA (aclr、重新取样);aclr = hACLRMeasurementUTRA (aclr,重新取样,nRC, R_C BWUTRA);%绘制ACLR结果流(“\ nACLR分析:\ n”）;hACLRResults (aclr);

分析:Bandwidth: 5000000 BandwidthConfig: 4500000 BandwidthACLR: 25000000 OSR: 4 SamplingRate: 30720000 EUTRACenterFreq: [-10000000 -5000000 5000000 10000000] EUTRAPowerdBm: -0.8199 EUTRAdB: [53.1123 36.8801 36.4209 52.3387] UTRAPowerdBm: -1.5526[-10000000 -5000000 5000000 10000000]

准备捕获的LTE信号用于EVM分析

上述用于ACLR测量的波形也包含了EVM测量不需要的邻近波段。因此，将波形重新采样到用于解调接收信号的OFDM调制器的采样率，并同步到第一帧边界，以允许OFDM解调。

rxWaveform =重新取样(rxWaveform rmc.SamplingRate captureSampleRate);%同步到第一帧头部offset = ltedlframeoffset（RMC，RxWaveForm）;rxwaveform = rxwaveform（1 + offset：结束，:);%提取2帧(20ms)用于分析nframesanalyse = 2;nframeswaveform = length（rxwaveform）/（info.samplingrate * 10e-3）;rxwaveform = rxwaveform（．．．1: (info.SamplingRate * (min (nFramesAnalyse nFramesWaveform) * 10 e - 3)));

PDSCH误差矢量幅度测量

使用辅助函数测量接收到的PDSCH符号的平均EVMhPDSCHEVM.m．这个例子PDSCH误差矢量幅度(EVM)测量展示符合TS 36.104附录E标准的EVM测量[1］．请注意助手函数hPDSCHEVM.m也可以测量测试模型(E-TM)波形的EVM，例如在波形产生和传输使用LTE工具箱与测试和测量设备．

在本例中，信道估计器被配置为在分析无线信号捕获时估计时间和频率变化的信道。在时间和频率上采用保守的9 × 9导频平均窗，以减少信道估计过程中噪声对导频估计的影响。

cec。PilotAverage =“UserDefined”;cec。FreqWindow = 9;cec。TimeWindow = 9;cec。InterpType =“立方”;cec。InterpWinSize = 3;cec。InterpWindow =“因果”;

接收波形的平均EVM显示在命令窗口。还制作了一些情节:

EVM与OFDM符号
维生素和副载波
EVM与资源块
EVM与OFDM符号和子载波(即EVM资源网格)

％执行EVM测量流(“\ nEVM分析:\ n”）;[EVMMEAS，EVMPLOTS] = HPDSCHEVM（RMC，CEC，RXWAVEFORM）;

维生素与维生素与分析:低优势,子帧0:0.737%高维生素,子帧0:0.716%低维生素,子帧1:0.769%高维生素,子帧1:0.741%低维生素,子帧2:0.808%高维生素,子帧2:0.780%低维生素,子帧3:0.848%高维生素,子帧3:0.832%低维生素,子帧4:0.717%高维生素,子帧4:0.702%低维生素与边缘,子帧6:0.741%高维生素,子帧6:0.732%低维生素,子帧7:0.732%高维生素,子帧7:0.704%低维生素,子帧8:0.772%高维生素,子帧8:0.756%低维生素,子帧9:0.757%高维生素,子帧9:0.740%平均低维生素,帧0:0.766%平均高维生素,帧0:0.746%平均维生素与帧0:0.766%低维生素,子帧0:0.709%高维生素,子帧0:0.691%低维生素,子帧1:0.748%高维生素,子帧1:0.733%低维生素,子帧2:0.807%高维生素,子帧2:0.786%低维生素,子帧3:0.733%高维生素,子帧3:0.705%低维生素,子帧4:0.776%高维生素,子帧4:0.766%低维生素,子帧6:0.683%高维生素,子帧6:0.671%低维生素,子帧7:0.782%高维生素,子帧7:0.768%低维生素,子帧8:0.758%高维生素,子帧8:0.739%低维生素,子帧9:0.740%高维生素,子帧9:0.719%平均低维生素,第一帧:平均高边缘EVM，帧1:0.732%平均整体EVM: 0.78%