主要内容

5G NR下行ACLR测量

打开实时脚本

本示例展示了如何使用5G Toolbox™测量频率范围1 (FR1)和FR2的5G NR测试模型(NR- tms)的相邻信道泄漏比(ACLR)。

简介

ACLR是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。本例执行NR下行波形的ACLR测量，如TS 38.104节6.6.3所定义。为了模拟带外光谱发射的影响，本例使用高功率放大器(HPA)模型对过采样波形进行光谱再生。

生成NR-TM波形

使用MATLAB类hNRReferenceWaveformGenerator为FR1和FR2生成5G nr - tm。您可以通过指定以下参数来生成NR-TM波形:

  • NR-TM名字

  • 信道带宽

  • 副载波间距

  • 双工模式

有关更多信息，请参见5G NR-TM和FRC波形生成的例子。

%选择NR-TM波形参数nrtm =“NR-FR1-TM1.2”；NR-TM名称和属性bw =“20兆赫”；通道带宽%scs =“15 khz”；子载波间距%dm =“FDD”；双工模式为上面的NR-TM创建生成器对象tmWaveGen = hNRReferenceWaveformGenerator(nrtm,bw,scs,dm);确保没有窗口来突出过滤对ACLR的影响。tmWaveGen = makeConfigWritable(tmWaveGen);tmWaveGen.Config.WindowingPercent = 0;生成波形[tm波形，tmWaveInfo] = generate波形(tmWaveGen);samplingRate = tmWaveInfo.Info.SamplingRate;%波形采样率(Hz)可视化关联的PRB和子载波资源网格displayResourceGrid (tmWaveGen);

图中包含一个轴对象。轴对象在载波中标题为BWP 1 (SCS=15kHz)。PDSCH和PDCCH位置包含4个对象类型的图像、行。这些对象代表PDCCH, PDSCH, SS Burst。

图中包含一个轴对象。标题为20 MHz通道，NRB=106, SCS=15 kHz的轴对象包含113个矩形，直线类型的对象。这些对象代表了Guardband边，Point A, k_0, f_0, Channel边。

图中包含一个轴对象。标题为NR-FR1-TM1.2: BWP 1 in Carrier (SCS=15kHz)的坐标轴对象包含一个图像类型的对象。

显示结果

  • 相关的PRB资源网格(顶部)描述了每个BWP中不同组件(PDCCH、PDSCH、CORESET和SS Burst)的分配。网格不绘制信号的振幅，只绘制信号在网格中的位置。

  • SCS特定载波资源网格(中间)与最小保护频带，相对于整体信道带宽对齐。

  • 子载波资源网格(底部)表示生成的波形的振幅水平。如果只显示一种颜色，所有的分量都有相同的振幅。

计算ACLR参数

辅助函数hACLRParametersNR.m计算ACLR测量所需的参数。它返回一个包含以下字段的结构:

  • 带宽:关联的信道带宽tmWaveform，单位为Hz。这是分配通道的总带宽。

  • MeasurementBandwidth: ACLR测量带宽，单位为Hz。

  • AdjacentChannelOffset:相邻信道的NR中心频率矢量，单位为Hz。

  • OSR:输入的整数过采样比tmWaveform需要创建一个能够表示第一和第二相邻通道的信号。

  • SamplingRate:用于测量ACLR的过采样信号的采样率。如果Osr = 1，此信号为输入波形;如果Osr > 1，此信号为上采样的输入波形OSR．因此:aclrParameters。SamplingRate= OSR*samplingRate(输入波形采样率)。

aclrParameters = hACLRParametersNR(tmWaveGen.Config);disp (aclrParameters);
Bandwidth: 20000000 MeasurementBandwidth: 19080000 AdjacentChannelOffset: [-40000000 -20000000 20000000 40000000] OSR: 4 SamplingRate: 122880000

滤波器波形提高ACLR

所生成的波形没有滤波，因此由于OFDM调制中隐式矩形脉冲整形(每个OFDM子载波在频域具有sinc形状)，存在显著的带外光谱发射。对波形进行滤波可以提高ACLR性能。

设计一个具有过渡带的滤波器，从占用的传输带宽(aclrParameters。MeasurementBandwidth)，并在总频宽(aclrParameters。带宽)．该滤波器不涉及速率变化，它只是在波形的原始带宽内对频谱进行整形。

%设计过滤器lpFilt = designfilt(“lowpassfir”，.．.“PassbandFrequency”, aclrParameters。MeasurementBandwidth / 2,.．.“StopbandFrequency”, aclrParameters。带宽/ 2,.．.“PassbandRipple”, 0.1,.．.“StopbandAttenuation”, 80,.．.“SampleRate”, samplingRate);%应用滤镜filttm波形= filter(lpFilt, tm波形);

过采样与HPA非线性模型

例如，为了创建能够表示第一和第二相邻载波的信号来表示aclrParameters。带宽带宽占用率为85%时，NR波形过采样。对信号进行过采样后，采用HPA模型产生带外失真。例如，要模拟HPA行为，可以使用Rapp方法，该方法在无线应用程序中广泛用于生成AM/AM失真。在MATLAB®中，您可以使用无记忆非线性对象来建模Rapp方法。为了突出滤波对ACLR测量的影响，首先将过采样和HPA非线性应用于滤波后的NR信号，然后再应用于未经滤波的相同NR信号。

%应用所需的过采样resampled = resample(tm波形，aclrParameters.OSR,1);%未过滤filtResampled = resample(filttm波形，aclrParameters.OSR,1);%过滤创建和配置一个无记忆非线性模型放大器非线性;非线性。方法=“拉普模式”；非线性。平滑度= 3;% p参数非线性。线性增益= 0.5;% dB非线性。OutputSaturationLevel = 2;它限制输出信号电平%控制HPA输入回退电平的信号调理Resampled = Resampled /max(abs(Resampled));%未过滤filtResampled = filtResampled/max(abs(filtResampled));%过滤将放大器模型应用于NR波形tx波形=非线性(重采样);%未过滤txFiltWaveform =非线性(filtResampled);%过滤

计算NR ACLR

的hACLRMeasurementNR.mhelper函数使用相邻通道上的方形窗口测量NR ACLR。它还测量主通道中信号的功率(dBm)。

计算NR ACLRaclr = hACLRMeasurementNR(aclrParameters, tx波形);%未过滤filtAclr = hACLRMeasurementNR(aclrParameters,txFiltWaveform);%过滤

计算误差矢量大小

的hNRPDSCHEVM.m辅助函数测量NR-TM或固定参考通道(FRC)波形的误差矢量幅度(EVM)。该函数计算每个OFDM符号、槽、子载波和总体EVM的均方根(RMS)和峰值EVM。

% EVM配置参数evmCfg。PlotEVM = false;evmCfg。SampleRate = aclrParameters.SamplingRate;evmCfg。标签= tmWaveGen.ConfiguredModel{1};%测量未滤波的传输波形的EVM相关统计信息evmInfo = hNRDownlinkEVM(tmWaveGen.Config, tx波形，evmCfg)
维生素与统计为BWP idx: 1 PDSCH RMS维生素,维生素,槽0:0.105 - 0.217% PDSCH RMS维生素,维生素,插槽1:0.106 - 0.223% PDSCH RMS维生素,维生素,槽2:0.105 - 0.219% PDSCH RMS维生素,维生素,槽3:0.105 - 0.217% PDSCH RMS维生素,维生素,槽4:0.105 - 0.215% PDSCH RMS维生素,维生素,槽5:0.105 - 0.221% PDSCH RMS维生素,维生素,槽6:0.105 - 0.217% PDSCH RMS维生素,维生素,槽7:0.106 - 0.222% PDSCH RMS维生素,维生素,槽8:0.105 - 0.219% PDSCH RMS维生素,维生素,槽9:0.103 - 0.216% PDCCH RMS维生素,维生素,峰值位置0:0.107 - 0.211% PDCCH RMS维生素,维生素,峰值位置1:0.107 - 0.213% PDCCH RMS维生素,维生素,槽2:0.108 - 0.214% PDCCH RMS维生素,维生素,峰值位置3:0.108 - 0.211% PDCCH RMS维生素,维生素,槽4:0.105 - 0.211% PDCCH RMS维生素,维生素,槽5:0.107 - 0.211% PDCCH RMS维生素,维生素,槽6:0.108 - 0.220% PDCCH RMS维生素,维生素,槽7:0.107 - 0.214% PDCCH RMS维生素,维生素,槽8:0.104 - 0.212% PDCCH RMS维生素,维生素,槽9:0.106 - 0.212%平均均方根维生素与帧0:0.105%总体PDSCH平均均方根EVM: 0.105%总体PDSCH峰值EVM = 0.22315%总体PDCCH平均均方根EVM: 0.107%总体PDCCH峰值EVM = 0.21958%
evmInfo =带字段的结构:PDCCH: [1x1 struct] [1x1 struct]
%测量带有滤波的传输波形的EVM相关统计信息evmInfoFilt = hNRDownlinkEVM(tmWaveGen.Config,txFiltWaveform,evmCfg);
维生素与统计为BWP idx: 1 PDSCH RMS维生素,维生素,槽0:0.241 - 0.622% PDSCH RMS维生素,维生素,插槽1:0.248 - 0.616% PDSCH RMS维生素,维生素,槽2:0.239 - 0.653% PDSCH RMS维生素,维生素,槽3:0.230 - 0.663% PDSCH RMS维生素,维生素,槽4:0.259 - 0.597% PDSCH RMS维生素,维生素,槽5:0.271 - 0.764% PDSCH RMS维生素,维生素,槽6:0.246 - 0.619% PDSCH RMS维生素,维生素,槽7:0.245 - 0.655% PDSCH RMS维生素,维生素,槽8:0.230 - 0.614% PDCCH RMS维生素,维生素,槽0:0.386 - 1.284% PDCCH RMS维生素,维生素,峰值位置1:0.287 - 0.821% PDCCH RMS维生素,维生素,槽2:0.257 - 0.830% PDCCH RMS维生素,维生素,峰值位置3:0.251 - 0.846% PDCCH RMS维生素,维生素,槽4:0.231 - 0.883% PDCCH RMS维生素,维生素,槽5:0.284 - 0.908% PDCCH RMS维生素,维生素,槽6:0.344 - 0.954% PDCCH RMS维生素,维生素,槽7:0.283 - 1.131% PDCCH RMS维生素,维生素,槽8:0.279 - 1.010%平均总体PDSCH RMS维生素:0.246% PDSCH峰值平均总体PDCCH RMS维生素:维生素= 0.76376%0.293%总体PDCCH峰值EVM = 1.284%

显示结果

显示频谱和相邻信道的泄漏率。

不过滤

根据TS 38.104章节6.6.3.2，进行测量所需的最小ACLR为45 dB。由于其中一些ACLR值低于45db，因此不符合要求。

hACLRResultsNR (aclr aclrParameters txWaveform,“(而不是过滤)”）;

图中包含一个轴对象。标题为NR Spectrum(未过滤)的坐标轴对象包含9个类型为patch, text, line的对象。该对象表示相邻通道。

图中包含一个轴对象。标题为NR相邻通道泄漏比(未过滤)的axis对象包含6个常量、条和文本类型的对象。该节点表示最小ACLR要求。

过滤后的

当生成的波形经过过滤时，性能会得到提高。经滤波后的ACLR结果高于要求的最小值。

hACLRResultsNR (filtAclr aclrParameters txFiltWaveform,(过滤)的）;

图中包含一个轴对象。标题为NR Spectrum (Filtered)的坐标轴对象包含9个类型为patch, text, line的对象。该对象表示相邻通道。

图中包含一个轴对象。标题为NR相邻通道泄漏比(已过滤)的轴对象包含6个常量、条和文本类型的对象。该节点表示最小ACLR要求。

本地函数

函数hACLRResultsNR(aclr, aclrParameters，波形，arg) minACLR = 45;第四个输入参数是绘图标题限定符如果nargin > 3 titleText = [' ＇arg);elseifnargin > 1 titleText = [];其他的titleText = [];波形= [];结束用于条形图的ACLR值和刻度值= round([aclr(1:end/2) 0 aclr(end/2+1:end)]，1);Tick = 1:数值(值);Ticklabel = tick- cel(数字(tick)/2);Labelvec =蜱;Labelvec (ceil(end/2)) = [];不要在通道上为0dB ACLR绘制标签%图NR谱如果~ isempty(波形)图;[spectrum, frequency] = pwelch(波形，kaiser(8192*4,19)， []， []，，.．.aclrParameters。SamplingRate,“中心”，“权力”）;频率=频率* 10^(-6);%兆赫Spectrum = 10*log10(Spectrum / max(Spectrum));adjacentChannelLabel = [ticklabel(1:floor(length(ticklabel)/2)).．.ticklabel(地板(长度(ticklabel) / 2) + 2:结束)];选择'x'和'y'限制以显示图中相邻的通道xLimitRight = aclrParameters。AdjacentChannelOffset+ (aclrParameters.MeasurementBandwidth/2); xLimitRight = xLimitRight * 10^(-6);%兆赫xLimitLeft = aclrParameters。AdjacentChannelOffset- (aclrParameters.MeasurementBandwidth/2); xLimitLeft = xLimitLeft * 10^(-6);%兆赫yLimits = [min(谱)-20 max(谱)+10];ylim (yLimits);Xlim ([min(频率)max(频率)])保持在；为i = 1:length(aclrParameters.AdjacentChannelOffset) patch(“XData”xLimitRight(i) xLimitRight(i) xLimitLeft(i).．.xLimitLeft (i)),“YData”， [yLimits fliplr(yLimits)]，.．.“FaceColor”，“y”，“FaceAlpha”, 0.2)绘制相邻通道text(aclrParameters.AdjacentChannelOffset(i)*10^(-6)， i, sprintf(' % d '，.．.adjacentChannelLabel(我)),“HorizontalAlignment”，“中心”，.．.“VerticalAlignment”，“高级”）;绘制相邻频道标签结束情节(频率、谱);持有从；包含(“频率(MHz)”）;ylabel (归一化功率(dB)）;标题(strcat (“NR谱”titleText));传奇(“相邻频道”，“位置”，“东南”）结束绘制NR ACLR图;持有在；yline (minACLR“r”）;栏(价值观,“BaseValue”0,“FaceColor”，“黄色”）;持有从；集(gca),“XTick”蜱虫,“XTickLabel”ticklabel,“YLim”，.．.[0 0.2 *马克斯(值)+马克斯(值)]);为I = labelvec text(I, values(I)， sprintf(“% 0.1 f dB”值(i)),.．.“HorizontalAlignment”，“中心”，“VerticalAlignment”，“高级”）;结束标题(strcat (“NR邻近通道泄漏率”titleText));包含(“相邻信道偏移量”）;ylabel (“相邻通道泄漏比(dB)”）;传奇(“最低ACLR要求”）;结束

参考文献

[1]3gpp ts 38.104。“NR;基站(BS)无线电发射和接收。第三代伙伴计划;技术规范集团无线接入网．

相关的话题