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™提供方便的详细基带模拟和标准测量，如EVM和ACLR。它还与SimRF™（图1），它提供射频系统和见解的快速模拟成的互调失真，图像排斥和相位噪声，其他效果中集成。

此示例示出了如何以评估对RF前端的EVM的影响。我们要考虑到的缺陷包括：

• LNA：非线性（IP3），依赖于频率的响应（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)

RF接收器设置

图2显示了RF接收器的模型。该输入信号经过一个LNA，然后行进通过直接转换解调器和到基带。的I / Q分量被放大了VGA和组合成用于进一步处理和分析的复合输出信号

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。

发送的详细资料/接收链

我们使用MATLAB中的LTE系统工具箱^®以产生符合标准的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]。

％创建具有固定PDSCH数据的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（模型，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，这导致DC在RF前端的输出由于通过直接转换过程谐波混合回DC偏移。为了对此进行补偿DC偏移，该信号被传递到一个ADC和一个DC偏移补偿算法（未示出）。

SimRF使用电路包络技术来实现的RF信号的快速模拟而不损失精度。电路包络技术使易于集成与数字基带算法的RF模型，它提供了其中RF效果和瑕疵可以很容易地描述的天然框架。

图6显示了信号在链的以下阶段的频谱:

• 发射机的输出（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）

该DC偏移补偿算法成功取出DC偏移，通过在中心频率的红色峰表示。

最后，我们测量在MATLAB EVM信号与LTE系统工具箱提供EVM按照3GPP TS 36.101 [2]。

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。

参考

[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