用于LTE或LTE-Advanced系统设计和验证的一个关键要求是能够将工作与生活LTE信号。工程师需要软件,它提供的接口设计或算法,使用测试和测量设备的评估和审核现场信号的能力。
再加上仪器控制工具箱™和LTE系统工具箱™,MATLAB®让你设计LTE算法和系统,并分析和可视化实时LTE信号。LTE系统工具箱包括LTE符合标准的功能和工具,帮助设计,仿真和验证LTE通信系统。仪器控制工具箱,以生成和分析实时LTE信号连接MATLAB来测试设备。
这个实施例说明了信号的产生和使用射频(RF)信号发生器和分析器作为LTE系统的设计验证过程的一部分(图1)捕获。我们下载一个基带波形,采用LTE系统工具箱在MATLAB合成到一个信号发生器用于通过空中传输。然后,信号分析器被用于捕获过度的空气信号,这是在MATLAB分析。
创建基带波形
我们使用LTE System Toolbox来生成标准基带IQ下行测试模型(E-TM)波形以及上行和下行参考测量通道(RMC)波形。波形由参数驱动接口产生(图2)。
另一种方法包括使用的功能lteTestModel
和lteTestModelTool
,这允许LTE试验模型和基带IQ波形的编程配置和生成。
CFG = lteTestModel(“1.1”,” 10MHz的”);%测试模型1.1,10MHz的带宽cfg.TotSubframes = 100;%生成100帧[波形,tmgrid,CFG] = lteTestModelTool(CFG);%生成波形
产生过度的空中信号使用的RF信号发生器
我们用仪器控制工具箱下载并播放由MATLAB和LTE系统工具箱使用信号发生器产生的测试模型波形。LTE系统工具箱辅助函数hDownloadAndPlayWaveformUsingN5172B.m
用于接口与安捷伦科技®N5172B信号发生器。
txaddress =“192.168.10.1”;%仪器地址IQ =波形;%IQ数据SR = CFG。采样率;%采样率(Hz)的FC = 1E9;%中心频率(Hz)功率= 0;%输出功率(dBm)hDownloadAndPlayWaveformUsingN5172B(txaddress,IQ,SR,FC功率);
从信号分析仪采集的基带信号在MATLAB
为了分析MATLAB过空中传输,我们用仪器控制工具箱配置信号分析仪和捕获的基带IQ数据。助手功能hCaptureIQUsingN9010A.m
是一个可以与安捷伦技术N9010A信号分析仪一起使用的函数示例。这个函数检索基带IQ数据rxwaveform
以及采样率capsr
从信号分析仪。该数据,这是准备用于分析,使用以下代码导入到MATLAB:
rxaddress =“192.168.10.2”;%仪器地址T = cfg.TotSubframes * 1E-3;%的捕获时间(s),一个子帧为1msFC = 1E9;%中心频率(Hz)BW = 10E6;%带宽(Hz)的TRIG = FALSE;%外部触发[rxwaveform,capsr] = hCaptureIQUsingN9010A(rxaddress,吨,FC,体重,三角函数);
使用该图的代码如下所示的DSP系统工具箱™频谱分析仪曲线检索到的时域基带波形的频谱(图3)。该图显示预期的10 MHz的占用带宽,并且由于RF传输和接收的损伤。
HSA = dsp.SpectrumAnalyzer(“采样率”,capsr,...“SpectrumType”,“功率密度”,“PowerUnits”,“dBm的”,...“RBWSource”,'属性',“RBW”,1.3e3,...“FrequencySpan”,“Span和中心频率”,“跨越”,体重,...“CenterFrequency”,0,'窗口','长方形',“SpectralAverages”10,...“YLabel”,“PSD”,“ShowLegend”,假,...'标题',“接收信号频谱:10MHz的LTE载波”);步骤(HSA,rxwaveform);
准备捕获的LTE信号分析
为了分析接收到的波形,我们必须知道的一些系统参数。LTE系统工具箱提供函数来产生用于E-TM和下行链路和上行链路的RMC的标准系统参数。
%系统参数为测试模型1.1,10 MHz带宽CFG = lteTestModel(“1.1”,” 10MHz的”);
系统参数通过盲解码使用LTE系统工具箱接收机功能可替代地获得。要了解更多信息,请参见例如小区搜索,MIB,SIB1和恢复[1]。
为了回收资源栅格,我们重新取样所接收的波形,以用于OFDM解调所需的采样速率,然后将其同步到第一帧边界。最后,所接收的波形进行解调以恢复资源网格,如图以下代码:
%获得采样的OFDM解调速率和重采样信息= lteOFDMInfo(CFG);cfg.SamplingRate = info.SamplingRate;rxwaveform =重采样(rxwaveform,cfg.SamplingRate,capsr);%同步到第一帧头部偏移量= lteDLFrameOffset(CFG,rxwaveform);rxwaveform = rxwaveform(1 +偏移量:端,:);%OFDM解调,以恢复资源网格rxgrid = lteOFDMDemodulate(CFG,rxwaveform);
捕获信号分析
我们现在分析回收的波形rxwaveform
和资源网格rxgrid
。LTE系统工具箱提供了一种用于信号分析功能和实施例,其中包括相邻信道泄漏功率比(ACLR)和误差向量幅度(EVM)。
LTE系统工具箱辅助功能hACLRMeasurementEUTRA.m
和hACLRMeasurementUTRA.m
测量E-UTRA和UTRA ACLR接收到的波形。要了解更多关于ACLR的测量,请参见示例LTE下行相邻通道漏电比(ACLR)测量[2]。
%计算ACLR测定的参数rmc.UTRAChipRate = 3.84;在MCPS%UTRA码片速率[ACLR,NRC,R _ C,BWUTRA] = hACLRParameters(CFG);%应用所需的过采样重采样=重采样(rxwaveform,aclr.OSR,1);%测量E-UTRA ACLRACLR = hACLRMeasurementEUTRA(ACLR,重采样);ACLR = hACLRMeasurementUTRA(ACLR,重采样,NRC,R_C,BWUTRA);
MATLAB可以用于数据可视化创建自定义图,如图所示的图,描绘了ACLR的测定结果(图4)。
助手功能hPDSCHEVM.m
测量EVM PDSCH。关于测量EVM的更多信息,请参见PDSCH误差矢量幅度(EVM)测量[3]和LTE的上行链路EVM和在带外发射的测量[4]。
%配置信道估计,以平均值频率和时间cec.PilotAverage =“用户自定义的”;cec.FreqWindow = 9;cec.TimeWindow = 9;cec.InterpType =“立方”;cec.InterpWinSize = 3;cec.InterpWindow =“因果”;%执行EVM测量evmMeas = hPDSCHEVM(CFG,CEC,rxwaveform);
返回的结构包含测得的峰值的EVM(5.0%),RMS EVM(1.2%),和阵列,EV,包含每个符号的PDSCH的误差向量。
evmmeas =峰值:0.0509 RMS:0.0127 EV:[10464x1双]
总结
这个例子说明了如何使用实时LTE信号工作时使用的仪器控制工具箱。我们创建了使用LTE系统工具箱基带波形和使用RF信号发生器产生过空中信号。我们捕捉到这个信号,然后使用MATLAB和仪器控制工具箱进行了分析。该过程简化了LTE系统中的通过与活LTE信号工作时加速硬件测试和测量的设计和验证。