主要内容

LTE干扰下NR射频接收机的建模与测试

此示例使用：

开放式

该示例展示了如何描述当与长期演化(LTE)干扰共存时，射频(RF)损伤对新无线电(NR)波形射频接收的影响。基带波形使用5G工具箱™和LTE工具箱™生成，射频接收机使用RF Blockset™建模。

介绍

该示例表征了LTE干扰在NR波形的RF接收中的影响。为了评估干扰的影响，该示例执行这些测量值：

  • 误差矢量幅度（EVM）：在理想（发送）信号和测量（接收）信号之间给定时间的矢量差。

  • 相邻信道泄漏比(ACLR):功率泄漏到相邻信道的量的度量。它被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。

  • 占用带宽：带宽包含信号总集成功率的99％，以指定的信道频率为中心。

  • 信道功率:以所分配的信道频率为中心的滤波平均功率。

  • 互补累积分布函数（CCDF）：信号瞬时功率的概率是在其平均功率上方指定的水平。

还考虑了接收器RF损伤的影响，例如相位噪声和功率放大器（PA）非线性。

该示例按子帧的基础上的子帧工作。对于每个子帧，工作流包括以下步骤：

  1. 使用5G工具箱生成基带NR波形。

  2. 使用LTE工具箱生成基带LTE波形（干扰）。

  3. 使用RF BlockSet将两个波形上转换为其载波频率。

  4. 使用RF接收器将以基带频率的NR载波为中心的波形下变频。

  5. 使用Spectrum Analyzer块计算ACLR / ACPR，占用带宽，通道功率和CCDF。

  6. 解调NR基带波形，测量EVM。

本例使用Simulink模型来执行这些操金宝app作。基带信号处理(步骤1、2和6)使用MATLAB®Function块，而射频接收机建模(步骤3和4)使用RF Blockset。该模型支持正常和加速模金宝app拟模式。

金宝appSimulink模型结构

该模型包含三个主要部分：

  • 基带生成：生成基带NR和LTE波形。

  • 射频接收:上转换的波形通过射频接收机向下转换以NR载波为中心的波形。

  • NR基带接收和测量:进行射频测量并解调基带波形，计算EVM。

modelName ='newradiorfreceiverwithlteinterferencemodel';Open_System（ModelName）;

基带生成

NR-TM传输块向频率范围1（FR1）和频率范围2（FR2）发送标准符合标准的5G NR测试模型（NR-TM）波形（FR2）[1］．对于NR-TM波形生成，您可以使用波形参数块指定NR-TM名称，通道带宽，子载波间隔（SCS），双工模式，小区标识和TS 38.141版本。

类似地，LTE-TM传输块发送标准符合标准LTE-TM波形[2］．您还可以指定TM名称、信道带宽、双工模式和小区标识。该模型在必要时对LTE波形进行重采样，以匹配NR波形的采样率。波形参数块不接受LTE带宽大于NR带宽。

此外，波形参数块提供了启用或禁用ACLR测试的选项。当ACLR测量启用时，对波形进行过采样以可视化光谱再生。波形参数块还包括一个称为干扰师收益允许控制LTE干扰的线性增益。要取消LTE干扰的传输，请设置干扰师收益参数设置为0。干扰增益块连接基带产生和射频接收阶段。

有关如何生成NR-TMS和LTE-TM的更多信息，请参阅5G NR-TM和FRC波形生成和LTE下行测试模型(E-TM)波形生成（LTE工具箱）,分别。

作为示例通过子帧地在子帧上工作，NR-TM和LTE-TM传输块一次生成一个子帧。在FDD双工模式的情况下发送10个子帧，对应于一个帧，持续10ms。如果模拟时间超过10ms，则两个块循环地发送相同的帧。子帧计数器块存储当前发送的子帧的数量。如果模拟时间比帧周期长，则子帧计数器块将重置为0。

射频接待

RF接收器块基于超外差接收器架构。该体系结构应用通带滤波和放大，并将接收的波形下转换为中频。该超差异因子接收器的RF组件是：

  • 带通滤波器

  • 低噪声和功率放大器

  • 由混合器，移相器和本地振荡器组成的解调器

set_param（modelname，“开放”，'离开'）;set_param（[modelname'/ rf接收器']，“开放”，'在'）;

要将这两种波形发送到射频接收机，在基带接收和射频接收阶段之间插入一个矢量级联块。矢量连接块水平连接两个波形，每个波形一列。然后，射频接收机内部的Inport模块将两个级联的复杂基带波形转换为射频信号，考虑在中选择的中心频率载波频率此块的参数(选择的每个频率载波频率被分配给不同的级联波形）。出口块将RF信号转换回复合基带。

由于RF接收器接受每个子帧最多1024个样本，在RF接收器块之前的输入缓冲器减少了发送到RF接收器的样本的数量。在当前配置中，输入缓冲区一次发送1024个样本。

在将样本发送到解码子帧块之前，输出缓冲区(在射频接收器之后)在一个子帧内缓冲所有样本，ADC块将信号数字化。您可以使用它的掩码修改ADC块参数。

Delay块表示由缓冲区引起的延迟。由于延迟的持续时间相当于一个子帧的传输，解码子帧块不解调在一个子帧期间收到的第一个信息。

您可以使用RF Receiver块掩码配置RF Receiver组件。

RF接收器块展示典型损伤，包括：

  • 相位噪声作为辅助效果直接与振荡器的有源器件内的热噪声相关。

  • PA非线性由于DC电源限制由于放大器在饱和区域中工作时。

NR基带接收和测量

解码子帧块对接收到的子帧进行OFDM解调、信道估计和均衡，恢复并绘制星座图中的PDSCH符号。该块还将EVM随时间和频率的变化取平均值，并绘制以下值:

  • EVM每个OFDM符号：EVM在每个OFDM符号上平均。

  • EVM每个插槽：EVM在插槽中的分配PDSCH符号上平均。

  • EVM每个子载波：EVM在子载波中的分配PDSCH符号上平均。

  • 总体EVM：EVM在传输的所有分配的PDSCH符号上平均。

根据TS 38.141-1 [1，并不是所有的PDSCH符号都被考虑用于EVM评估。使用RNTI, helper函数hlisttargetpdschs.选取目标PDSCH符号进行分析。

频谱分析仪模块提供频域测量，如ACLR(简称ACPR)、占用带宽、信道功率和CCDF。为了可视化光谱再生，ACLR测试对波形进行采样。过采样系数取决于波形配置，并且应该设置为生成的信号能够表示第一和第二相邻通道。ACLR评估遵循TS 38.141-1中的规范[1］．

模型性能

为了描述LTE干扰对NR接收的影响，你可以比较两种不同情况下的EVM和ACLR结果:1)没有干扰，例如只有NR波形;2)有干扰，你发送的波形，NR和LTE。

  • 没有LTE干扰（干扰源极= 0）．为了消除LTE干扰，设置干扰师收益波形参数块的参数到0.为了模拟整个帧，运行仿真长度以捕获10个子帧（10ms）。在仿真期间，该模型显示EVM和ACLR测量和星座图。这些是发送2个子帧时的结果。

set_param（[modelname/波形参数的]，“InterfererGain”，' 0 '）;sim（modelname）;
---启动模拟---传输子帧0 ...传输子帧1 ... ---模拟结束---

根据TS 38.104 [3.[用于进行测量的最小所需ACLR是45dB，当星座为256-QAM时，所需的最大EVM为3.5％。由于ACLR值，大约53dB，高于45 dB，总体EVM约为0.8％，低于3.5％，这两项测量都属于要求。

  • 具有LTE干扰（干扰源增益= 1）．要激活LTE干扰，请设置干扰师收益参数的波形参数块的任何可用值不同于0。例如，选择值1。

set_param（[modelname/波形参数的]，“InterfererGain”，'1'）;sim（modelname）;slmsgviewer.deleteinstance（）;
---启动模拟---传输子帧0 ...传输子帧1 ... ---模拟结束---

与前一个情况相比，星座图更加扭曲，光谱再生更高。就测量而言，ACLR值大约48 dB和整体EVM，约为2％，仍然属于TS 38.104的要求3.］．

射频接收机配置为使用默认的波形参数块值，NR和LTE载波分别以2190 MHz和2120 MHz为中心。这些承运商属于NR业务波段n65 [4]和E-UTRA操作频段1 [5］．如果更改波形参数块中的载波频率或值，则可能需要更新RF接收器组件的参数，因为已选择这些参数以用于示例的默认配置。有关更多信息，请参阅此示例的摘要和进一步探索部分。

摘要和进一步的探索

此示例演示了如何在与LTE波形共存时模拟和测试NR波形的接收。RF接收器包括带通滤波器，放大器和解调器。为了评估LTE干扰的影响，示例修改LTE波形的增益并执行ACLR和EVM测量。您还可以探索改变RF损伤的影响。例如：

  • 通过使用增加相位噪声相位噪声偏移（Hz）和相位噪声电平(dBc/Hz)参数对解调器RF接收器块的选项卡。

  • 通过增加来减少放大器块的输入退避增益（DB）参数在LNARF接收器块的选项卡。

此外，您可以使用Spectrum Analyzer块检查占用带宽，通道电源和CCDF测量。

如果更改波形参数块中的载波频率或值，则可能需要更新RF接收器组件的参数，因为已选择这些参数来为示例的默认配置工作。例如，载波频率的变化需要修改滤波器的带宽。如果选择宽于20MHz的NR带宽，则可能需要更新脉冲响应持续时间和相位噪声频率偏移（Hz）解调器块的参数。相位噪声偏移确定脉冲响应持续时间的下限。如果相位噪声频率偏移分辨率太高，则对于给定的脉冲响应持续时间，则会出现警告消息，指定适合于所需分辨率的最小持续时间。有关更多信息，请参阅解调器（rf块集）．

该示例可以是测试NR-TM和LTE-TM波形之间的共存的基础，用于不同的RF配置。您可以尝试通过您选择的另一个RF子系统替换RF接收器块，并相应地配置模型。

参考

  1. 3GPP TS 38.141-1。“NR;基站（BS）一致性测试第1部分：进行一致性测试。”第三代合作伙伴项目;技术规范无线电接入网。

  2. 3GPP TS 36.141“E-UTRA;基站（BS）一致性测试”第三代合作伙伴项目;技术规范无线电接入网。

  3. 3 gpp TS 38.104。“NR;基站(BS)无线电发射和接收。”第三代合作伙伴项目;技术规范无线电接入网。

  4. 3GPP TS 38.101-1。“NR;用户设备（UE）无线电传输和接收。”第三代合作伙伴项目;技术规范无线电接入网。

  5. 3GPP TS 36.101。“E-UTRA;用户设备（UE）无线电传输和接收。”第三代合作伙伴项目;技术规范无线电接入网。

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