現(xiàn)代的頻譜儀已經(jīng)不僅是天真的勘測頻譜，借助于DSP技術(shù)，現(xiàn)代頻譜儀同時(shí)具有向量信號(hào)的解調(diào)與剖析功能，因?yàn)檫@個(gè)嚴(yán)明意義上應(yīng)當(dāng)稱為頻域與信號(hào)剖析儀，可以同時(shí)對(duì)信號(hào)施行頻域，時(shí)域和調(diào)制域的剖析。對(duì)于5G NR(New Radio)信號(hào)，調(diào)制域是剖析信號(hào)的關(guān)緊手眼，經(jīng)過信號(hào)的解調(diào)剖析，可以判斷信號(hào)的準(zhǔn)確與否以及信號(hào)品質(zhì)的好壞。

圖1、現(xiàn)代頻譜與信號(hào)剖析儀結(jié)構(gòu)

在3GPP的TS 38.141和TS 38.521協(xié)議中，對(duì)于基站和手機(jī)的調(diào)制域指標(biāo)都有明確的規(guī)定。在這兩個(gè)協(xié)議中，調(diào)制域的指標(biāo)有EVM（Error Vector Magnitude），頻率誤差(Frequency error)，頻譜沒有凹凸度(spectrum flatness)，這幾個(gè)指標(biāo)都是經(jīng)過對(duì)信號(hào)的解調(diào)剖析能力獲得，特別是頻率誤差和頻譜沒有凹凸度，很容易引動(dòng)曲解，眾多人以為這兩個(gè)指標(biāo)是經(jīng)過勘測信號(hào)的頻譜施行頻域勘測取得，向量信號(hào)的頻譜本身就是不公平的，沒可能經(jīng)過頻譜獲得信號(hào)的核心頻點(diǎn)和沒有凹凸度指標(biāo)。其實(shí)頻域誤差是在信號(hào)解調(diào)過程中經(jīng)過解調(diào)參照信號(hào)DMRS（Demodulation Reference Signal）還是循環(huán)前綴(Cyclic Prefix, CP)取得，而頻譜沒有凹凸都是解調(diào)過程中經(jīng)過平衡系數(shù)（Equalizer coefficient）取得。

DMRS的關(guān)緊的效用就是相干解調(diào)（Coherence Demodulation），解調(diào)軟件經(jīng)過DMRS信號(hào)施行信號(hào)的同步，頻率誤差估計(jì)，信道估計(jì)。對(duì)于5G NR的信號(hào)的解調(diào)，待測信號(hào)的參變量設(shè)置十分關(guān)緊，頻譜儀解調(diào)軟件正是經(jīng)過設(shè)置的參變量生成本地DMRS信號(hào)，因此完成信號(hào)檢驗(yàn)測定和解調(diào)。這些個(gè)參變量會(huì)影響解DMRS信號(hào)序列生成和時(shí)頻域散布，因?yàn)檫@個(gè)這些個(gè)信號(hào)參變量設(shè)置的準(zhǔn)確與否直接表決理解調(diào)軟件能否生成與待測信號(hào)相般配的DMRS序列，只有準(zhǔn)確獲得DMRS序列，能力準(zhǔn)確完成信號(hào)解調(diào)，因此獲得準(zhǔn)確的EVM指標(biāo)，頻率誤差和頻譜沒有凹凸度指標(biāo)。

與4G信號(hào)不一樣，5GNR信號(hào)為了支持eMBB(Enhance Mobile Broadband，加強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)，uRLLC(Ultra Reliable & Low Latency Communication，低時(shí)延高靠得住通信)和mMTC（Massive Machine Type Communication，海量物聯(lián)網(wǎng)通信）三大場景，5G NR信號(hào)可以靈活多變，但也造成信號(hào)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，信號(hào)解調(diào)剖析時(shí)參變量設(shè)置也要復(fù)雜得多，對(duì)于常常運(yùn)用頻譜儀對(duì)5G NR信號(hào)施行解調(diào)剖析的開發(fā)測試擔(dān)任職務(wù)的人也提出了更高的要求，需求對(duì)5G NR信號(hào)有足夠的了解。

本文主要收拾了5G NR 信號(hào)解調(diào)剖析中關(guān)鍵參變量的設(shè)置，涵蓋這些個(gè)參變量在3GPP物理層協(xié)議中的定義，為何這些個(gè)參變量會(huì)影響解調(diào)，這些個(gè)參變量設(shè)置不符合理會(huì)顯露出來啥子異常最后結(jié)果等，因此幫忙儀表運(yùn)用者了解3GPP協(xié)議，準(zhǔn)確地對(duì)5G信號(hào)施行剖析，當(dāng)測試顯露出來問題時(shí)，能迅速定位信號(hào)解調(diào)剖析中的問題。

總結(jié)概括起來，影響5G NR信號(hào)解調(diào)的主要參變量有以下參變量。

1、Cell ID 

PUSCH DMRS序列在Transform precoding on和off時(shí)刻運(yùn)用的序列不同，不過該序列都有可能與Cell ID相關(guān)。以Transform precoding disabled時(shí)為例，在TS 38.2116.4.1.1章節(jié)定義其序列生成如下所述：

那里面c(i)的起初值如下所述：

在沒有higher-layer參變量指使的事情狀況下，那里面。一般在非信令測試條件下，都滿意。因?yàn)檫@個(gè)Cell ID 設(shè)置錯(cuò)誤會(huì)影響本地DMRS序列的生成，因此影響儀表信號(hào)的解調(diào)。當(dāng)Cell ID設(shè)置錯(cuò)誤的時(shí)刻，信號(hào)解調(diào)有可能會(huì)顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒。

2、BW（Bandwidth）和RB（Resource Block）參變量

BW和RB的開始位置及RB個(gè)數(shù)會(huì)影響DMRS的頻域散布，同時(shí)依照38.211協(xié)議，DMRS序列的生成也與RB的個(gè)數(shù)相關(guān)，因?yàn)檫@個(gè)這兩個(gè)參變量設(shè)置不符合理有可能會(huì)造成儀表顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒。

圖2、儀表同步敗績不正確提醒

3、TransformPrecoding

與LTE信號(hào)不一樣，5G NR的上行信號(hào)同時(shí)支持CP-OFDM和SC-FDMA，是經(jīng)過TransformPrecoding on和off參變量施行設(shè)置的。依據(jù)TS38.211協(xié)議6.4.1.2章節(jié)，在TransformPrecoding on和off下，DMRS序列生成公式是不一樣的，因?yàn)檫@個(gè)TransformPrecoding參變量設(shè)置不符合適也會(huì)引動(dòng)信號(hào)同步敗績，顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒。

4、mapping type和dmrs-TypeA-Position

Mapping Type表決了第1個(gè)DMRS符號(hào)的位置l0。

1）對(duì)于mapping type A，DMRS符號(hào)的開始位置l0決定于于dmrs-TypeA-Position。dmrs-TypeA-Position的取值為pos2（表達(dá)第1個(gè)DMRS符號(hào)是符號(hào)2）還是pos3（表達(dá)DMRS符號(hào)是符號(hào)2）。

2）對(duì)于mapping type B，l0=0，表達(dá)第1個(gè)DMRS符號(hào)是符號(hào)0。

如圖3所示，可以直觀地看見在不一樣的mapping type下DMRS存在的地方的符號(hào)位置是不一樣的。

圖3、在不一樣mapping type下DMRS信號(hào)的頻域散布

當(dāng)mapping type和dmrs-TypeA-Position設(shè)置與真實(shí)信號(hào)不完全一樣時(shí)，因?yàn)榻庹{(diào)軟件預(yù)先期待的DMRS符號(hào)時(shí)域位置與真實(shí)信號(hào)不完全一樣，因此沒有辦法搜索到準(zhǔn)確的幀頭，會(huì)顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒。圖4顯露了待測信號(hào)的mapping type是Type A，不過在解調(diào)時(shí)卻設(shè)置成了mapping type B，因此造成信號(hào)解調(diào)敗績。

圖4、mapping type參變量設(shè)置不符合適造成信號(hào)解調(diào)敗績

5、DMRS Configuration Type

DMRS config表決了DMRS在頻域的疏密程度，在38.211 6.4.1.1.3章節(jié)中就象下所述定義，從這個(gè)公式可以看出，對(duì)于DMRS configuration為Type 1時(shí)，在頻域每隔1個(gè)子載波散布著1個(gè)DMRS載波，每個(gè)RB具備6個(gè)DMRS子載波，而當(dāng)DMRS configuration為Type 2時(shí)，每隔2個(gè)子載波散布著1個(gè)DMRS載波，每個(gè)RB具備4個(gè)DMRS子載波。圖5顯露了不一樣DMRS configuration DMRS RE在頻域的散布。

圖5、不一樣DMRS configuration時(shí)DMRS子載波的頻域散布

因?yàn)镈MRS configuration type表決了DMRS載波的頻域散布，因?yàn)檫@個(gè)當(dāng)DMRS configuration type參變量設(shè)置不符合理時(shí)，因?yàn)榻庹{(diào)軟件預(yù)先期待的DMRS信號(hào)與待測信號(hào)的真實(shí)DMRS不完全一樣，會(huì)顯露出來信號(hào)同步敗績，如圖6所示，顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒。

圖6、DMRS configuration type設(shè)置不正確造成信號(hào)同步敗績

6、DM-RS duration

表1、TS 38.211 Table 6.4.1.1.3-5: PUSCH DM-RS time index l'.

TS 38.211 Table 6.4.1.1.3-5定義了DM-RS duration ,DM-RS duration表決了時(shí)域蟬聯(lián)DMRS符號(hào)的個(gè)數(shù)，如圖7所示。因?yàn)檫@個(gè)，當(dāng)信號(hào)的DM-RS duration設(shè)置與真實(shí)信號(hào)不完全一樣時(shí)，也會(huì)造成信號(hào)同步敗績，顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒。

圖7、不一樣DM-RS duration時(shí)DMRS信號(hào)的時(shí)域散布

7、dmrs-AdditionalPosition

在協(xié)議TS38.211 中，Table 6.4.1.1.3-3和Table 6.4.1.1.3-4定義了不一樣dmrs-AdditionalPosition下DMRS信號(hào)的時(shí)域符號(hào)位置。將不一樣dmrs-AdditionalPosition下DMRS的時(shí)域符號(hào)散布直觀地顯露出來如圖8所示，由此可見，dmrs-AdditionalPosition會(huì)影響DMRS信號(hào)的時(shí)域散布，因?yàn)檫@個(gè)，當(dāng)信號(hào)的dmrs-AdditionalPosition設(shè)置與真實(shí)信號(hào)不完全一樣時(shí)，有可能造成信號(hào)同步敗績，顯露出來“Sync Not Found”的沒有辦法解調(diào)的提醒，還是如圖9所示，同步成功，不過星座圖是亂的，由于解調(diào)軟件將一點(diǎn)數(shù)值RE（Resource element）誤判為DMRS還是將DMRS誤判為數(shù)值RE。

表2、PUSCH DM-RS positions within a slot for single-symbol DM-RS and intra-slot frequency hopping disabled.

表3、PUSCH DM-RS positions within a slot for double-symbol DM-RS and intra-slot frequency hopping disabled.

圖8、不一樣dmrs-AdditionalPosition時(shí)DMRS信號(hào)的時(shí)域散布

圖9、dmrs-AdditionalPosition設(shè)置不符合適造成信號(hào)解調(diào)敗績

8、Number of DMRS CDM groups without data

圖10、不一樣Number of DMRS CDM groups without data參變量下DMRS符號(hào)DMRS與數(shù)值復(fù)用

Number of DMRS CDM groups without data 參變量表決DMRS與Data是否在同一symbol內(nèi)復(fù)用， 如圖10所示的DMRS符號(hào)（symbol#2）內(nèi)，紅骰子載波代表DMRS，剩下的子載波位置既可以配備布置成送出藍(lán)色的Data，也可以配備布置成不送出不論什么數(shù)值的保存子載波，當(dāng)Number of DMRS CDM groups without data為1的時(shí)刻，剩下RE被配備布置成數(shù)值RE，當(dāng)Number of DMRS CDM groups without data為2的時(shí)刻，剩下RE不發(fā)不論什么數(shù)值。

因?yàn)檫@個(gè)在施行信號(hào)解調(diào)的時(shí)刻，Number of DMRS CDM groups without data設(shè)置不符合適會(huì)造成星座圖上顯露出來零點(diǎn)的星座點(diǎn)，如圖11所示，解調(diào)端誤覺得在那一些保存子載波的位置也是正常送出了調(diào)制數(shù)值的，但實(shí)際檢驗(yàn)測定到的都是功率為0的星座點(diǎn)，造成在這些個(gè)RE上的EVM值頎長。此時(shí)需求準(zhǔn)確設(shè)置Number of DMRS CDM groups without data，這么軟件就不會(huì)去打算解調(diào)那一些不送出不論什么數(shù)值的保存子載波，要得零點(diǎn)得以消弭，如圖12所示。

圖11、Number of DMRS CDM groups without data參變量設(shè)置錯(cuò)誤造成星座圖顯露出來零點(diǎn)

圖12、Number of DMRS CDM groups without data參變量設(shè)置準(zhǔn)確時(shí)的解調(diào)最后結(jié)果

9、Symbol Phase compensation

與4G不一樣，5G NR支持多種可變的載波帶寬以及載波內(nèi)BWP的分配，因?yàn)檫@個(gè)收發(fā)兩端的核心頻點(diǎn)不完全一樣是一個(gè)十分典型的場景，如不施行合宜的相位償還會(huì)顯露出來收繳機(jī)沒有辦法準(zhǔn)確解調(diào)信號(hào)的事情狀況。在TS 38.211 5.4章節(jié)Modulation and upconversion中定義了5G NR逐符號(hào)施行相位償還Symbol Phase compensation，況且是償還到特別指定的某個(gè)發(fā)射頻點(diǎn)(f0)，這個(gè)償還需求在基帶信號(hào)中完成，用于解決發(fā)射端的核心頻點(diǎn)與收繳端的核心頻點(diǎn)不完全一樣而帶來的相位旋轉(zhuǎn)問題。

因?yàn)檫@個(gè)，在信號(hào)施行解調(diào)的時(shí)刻相位償還也要設(shè)置成與待測信號(hào)完全一樣，否則星座圖有可能會(huì)不整齊，顯露出來有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)，EVM也很差，如圖13所示，它并不是絕對(duì)隨機(jī)性沒秩序的星座圖，而是閃現(xiàn)出有某種規(guī)律的圖樣。當(dāng)相位償還設(shè)置準(zhǔn)確的時(shí)刻，星座圖就還原正常。

圖13、Symbol Phase compensation參變量設(shè)置錯(cuò)誤時(shí)的解調(diào)最后結(jié)果

10、小結(jié)

5G NR信號(hào)的參變量比較復(fù)雜，解調(diào)剖析需求準(zhǔn)確設(shè)相信號(hào)參變量，假如參變量設(shè)置不符合適有可能會(huì)造成解調(diào)敗績還是EVM很差，測試者可以依據(jù)具表現(xiàn)出來象判斷有可能是哪一些端由造成解調(diào)敗績，迅速定位問題，各參變量設(shè)置不符合適造成的解調(diào)異常問題總結(jié)概括如表4所示。