LTE工具箱和测试测量设备的波形采集和分析

这个示例使用:

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这个例子展示了如何使用LTE工具箱™、仪器控制工具箱™和射频信号分析仪硬件捕获和分析无线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允许波形被捕获使用测试和测量硬件，并被带入MATLAB®可视化，分析和解码。

在本例中，仪器控制工具箱使用Keysight Technologies®N9010A信号分析仪捕捉空中LTE信号，并将其检索到MATLAB中进行分析。空中信号由Keysight Technologies的N5172B信号发生器产生。

在这个例子中，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用于度量泄漏到相邻信道的功率，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之比。看到LTE下行相邻信道泄漏功率比(ACLR)测量查阅更详细的解释。
PDSCH误差矢量大小: EVM是均衡后理想符号与被测符号之间的差值的度量。看到PDSCH误差矢量大小(EVM)测量查阅更详细的解释。

产生无线信号

LTE工具箱可以用来生成标准或自定义基带IQ波形。使用LTE工具箱和测试测量设备的波形生成和传输演示如何使用LTE工具箱和Keysight技术信号发生器生成无线LTE波形。

在本例中，Keysight Technologies的N7624B Signal Studio和N5172B信号发生器用于生成中心频率为1GHz的符合标准的RF LTE下行波形。注:1GHz作为示例频率，不打算作为公认的LTE信道。

生成一个40ms 5MHz FDD R.6参考测量通道(RMC)波形并环路用于捕获。关闭HARQ重传以简化接收机的同步，并启用OCNG以填充未使用的资源元素以保持信号功率恒定。

LTE信号参数

为了分析接收到的波形，必须知道一些系统参数。作为一个标准的RMC波形被捕获lteRMCDL用于生成RMC R.6的配置结构。提供分析所需的参数，如信号带宽、下行控制配置和资源分配等。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”）;%确保发射机的HARQ重传被关闭%表示冗余版本(RV)在每一个子帧中是相同的。这%简化了同步，因为接收方不需要考虑%的RV模式，跨越多个框架。rmc.PDSCH.RVSeq = 0;%传输块的单次传输%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%以允许计算ACLR参数信息= lteOFDMInfo (rmc);rmc。SamplingRate = info.SamplingRate;MCPS中UTRA芯片率%rmc。UTRAChipRate = 3.84;

计算ACLR参数

ACLR测量所需的参数是使用helper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中给出的两个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中从信号分析仪中获取基带信号

为了在MATLAB中分析无线传输，利用仪器控制工具箱配置Keysight Technologies的N9010A信号分析仪并采集基带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中进行分析。请注意，需要捕获40个子帧进行分析。

capSubframes = 40;%要捕获的子帧数centerFrequency = 1 e9;中心频率% 1GHz%频率范围应覆盖两个相邻的E-UTRA通道与信号和两个5MHz超高频通道相同的带宽startFreq = centerFrequency-aclr.BandwidthACLR / 2;stopFreq = centerFrequency + aclr.BandwidthACLR / 2;externalTrigger = false;capTime = capSubframes * 1 e - 3;% 1子帧为1毫秒resBW = 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

检查函数hCaptureIQUsingN9010A.m有关配置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 System Toolbox™绘制检索到的时域基带波形的频谱dsp。简介显示预期的LTE 5mhz占用带宽和ACLR测量所需的相邻频带，以及由于射频传输和接收造成的损害。

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波段”；spectrumPlotRx (rxWaveform);

相邻载波泄漏比测量

利用辅助函数测量捕获波形的E-UTRA和UTRA ACLRhACLRMeasurementEUTRA.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会影响ACLR的性能，因此可以通过优化发射侧滤波器来改进ACLR。

%应用所需的重采样进行ACLR计算。捕获采样率%必须大于ACLR取样率，才能进行正确的测量如果captureSampleRate < aclr。SamplingRate警告([“捕获采样率(%d)小于最小采样率”．..“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:带宽: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 UTRAdB: [53.7502 39.1758 38.5304 52.9898] UTRACenterFreq:[-10000000 -5000000 5000000 10000000]

准备捕获的LTE信号进行EVM分析

以上用于ACLR测量的波形还包含EVM测量不需要的相邻波段。因此，波形被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);同步到第一个帧头抵消= lteDLFrameOffset (rmc, rxWaveform);rxWaveform = rxWaveform(1 +抵消:最终,);%提取2帧(20ms)进行分析nFramesAnalyse = 2;nFramesWaveform =长度(rxWaveform) / (info.SamplingRate * 10 e - 3);rxWaveform = rxWaveform (．..1: (info.SamplingRate * (min (nFramesAnalyse nFramesWaveform) * 10 e - 3)));

PDSCH误差矢量大小测量

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误差矢量大小(EVM)测量演示符合标准的EVM测量，符合TS 36.104，附件E [1］.请注意helper函数hPDSCHEVM.m也可以测量测试模型(E-TM)的EVM波形，如使用LTE工具箱和测试测量设备的波形生成和传输．

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变和频变信道。在时间和频率上使用了一个保守的9 × 9导频平均窗口，以减少信道估计时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”；

接收到的波形的平均EVM显示在命令窗口。还制作了一些地块:

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, evmplot] = hPDSCHEVM(rmc,cec, rx波形);

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:0.750%平均高边EVM，帧1:0.732%平均EVM帧1:0.750%平均整体EVM: 0.78%