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系统工具箱应用程序如图1所示。我们设置了相应的参数，例如参考通道标识符和冗余版本（RV）序列。然后，我们为发送的输出波形，资源网格和RMC配置提供变量名称。最后，我们点击生成波形。

或者，我们使用MATLAB^®功能Ltermcul.首先创建用于给定UE设置的配置结构，特定于给定的固定参考通道（FRC）。该结构与该结构结合使用ltermiultool.功能和随机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自定义参考波形：

frc = ltermcul（'a3-1'）;％UE配置，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[txwaveform，txgrid] = ltermcultool（frc，data）;％UE发送波形生成

损伤和噪声建模

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。

％型号用添加剂噪声传输EVM信息= LTESCFDMAINFO（FRC）;％从FRC结构获得FFT长度txevmpc = 1.2;％SET期望传输EVM以百分比gain = txevmpc /（100 * sqrt（double（info.nfft）））;添加剂噪声的％计算增益EVMMODEL = GAIN *复杂（RANDN（尺寸（TXWAVEFORM）），RANDN（尺寸（TXWAVEFORM））/ 2;rxwaveform = txwaveform + EVMMODEL;％为传输波形添加噪声％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 =复杂（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：频率偏移校正未在下面的MATLAB代码中显示，并在其中执行HPUSCHEVM.辅助功能在测量EVM中为特色。

％同步接收波形timing_offset = lteulframeoffset（frc，frc.pusch，rxwaveform）;rxwaveform = rxwaveform（1 + timing_offset：结束，:);％预成型IQ偏移校正iqoffset =均值（rxwaveform）;rxwaveform = rxwaveform  -  iqoffset;

测量EVM

接收的波形受EVM测量子帧 - 逐个子帧。为了计算EVM，除了测量的所分配的资源块的符号之外，我们还需要重建理想符号。通过以下操作的组合获得了理想的符号：单载波频分多址（SC-FDMA）解调，以获得接收的资源网格，信道估计，PUSCH均衡，符号解调和解码，然后重新编码接收的位，重新起理和重新种植。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，或者是否使用了普通CP。表1说明了EVM窗口长度对正常CP带宽的依赖性。LTE系统工具箱需要将低点和高位置指定为CP长度的一小部分。

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和接收波形来调用该功能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fprintf（'平均脓液evm：％0.3f %% \ n'，Evmpusch.rms * 100）;fprintf（'平均总体DRS EVM：％0.3F %%'，evmdrs.rms * 100）;

平均总脓液EVM：1.627％平均总体博士EVM：0.925％

注意，每3 GPP TS36.101，表6.5.2.1.1-1 [1]，QPSK / BPSK和16QAM调制的每个E-UTRA载体的EVM分别不应超过EVM水平为17.5％和12.5％，表6.5.2.1.1-1 [1]。在我们的测量中获得的结果在该范围内很好。

测量带内排放量

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”）;Xlabel（'插槽索引'）;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。'那'*  -'）;标题（“每个未分配的RB的绝对带内排放量”那......'字体大小'10，'fontweight'那'普通的'）;Xlabel（'投币口'那'字体大小'10，'fontweight'那'普通的'）;ylabel（'绝对的乐队排放'那'字体大小'10，'fontweight'那'普通的'）;nrb =长度（发射.deltarb）;s =细胞（1，NRB）;为了k = 1：nrb s {k} = sprintf（'\\ delta _ r _ b =％d'，发射。尤尔塔布（k））;结尾传奇（H，S，'地点'那'最好的'）;

上面的脚本还在下面的图5中绘制，其可视化每个分配的RB的绝对带内排放，从分配的RB与分配的RB（RB = 1）附近的RB相邻（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。

提供的测量工作流程是时间最少的时间来定义和执行。此外，访问MATLAB代码会打开无限制的设计修改和访问算法。LTE系统工具箱包括下行链路[3]和上行链路[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上行链路EVM和带内排放量度测量