Эта ссылочная симуляция показывает, как измерить физический восходящий канал совместно использованный канал (PUSCH) пропускная способность ссылки Нового радио (NR) 5G, как задано 3GPP стандарт NR. Пример реализует PUSCH и восходящий транспортный канал (UL-SCH). Модель передатчика включает опорные сигналы демодуляции PUSCH (DM-RS). Пример поддерживает и кластеризованную линию задержки (CDL) и каналы распространения коснувшейся линии задержки (TDL). Можно выполнить совершенную или практическую синхронизацию и оценку канала. Чтобы уменьшать общее время симуляции, можно выполнить точки ОСШ в цикле ОСШ параллельно при помощи Parallel Computing Toolbox™.
Этот пример измеряет пропускную способность PUSCH ссылки 5G, как задано 3GPP стандарт NR [1], [2], [3], [4].
Пример демонстрирует их 5G функции NR:
UL-SCH транспортируют кодирование канала
PUSCH и генерация PUSCH DM-RS
Переменное расстояние между поднесущими и нумерология системы координат (2^n * 15 кГц)
Нормальный и расширенный циклический префикс
TDL и модели канала распространения CDL
Другие функции симуляции:
Книга шифров и некнига шифров базирующиеся схемы передачи PUSCH
Дополнительные PUSCH преобразовывают предварительное кодирование
Мудрый паз и не паз мудрый PUSCH и отображение DM-RS
Совершенная или практическая синхронизация и оценка канала
Операция HARQ с 16 процессами
Рисунок показывает реализованную цепь обработки. Для ясности не использована генерация DM-RS.
Обратите внимание на то, что этот пример не включает адаптацию с обратной связью предварительного кодирования MIMO согласно условиям канала. Предварительное кодирование PUSCH MIMO, используемое в примере, следующие:
Для основанной на книге шифров передачи матрица MIMO перед кодированием, используемая в модуляции PUSCH, может быть выбрана с помощью параметра TPMI.
Специфичная для реализации матрица MIMO перед кодированием (для основанной на некниге шифров передачи или предварительного кодирования MIMO между портами антенны передачи и антеннами для основанной на книге шифров передачи) является единичной матрицей.
Чтобы уменьшать общее время симуляции, можно использовать Parallel Computing Toolbox, чтобы выполнить точки ОСШ цикла ОСШ параллельно.
Установите продолжительность симуляции в терминах количества систем координат на 10 мс. Большое количество NFrames должно использоваться, чтобы привести к значимым результатам пропускной способности. Установите точки ОСШ симулировать. ОСШ задан на RE и применяется, каждый получает антенну. Для объяснения определения ОСШ, что этот пример использует, см. Определение ОСШ, Используемое в Симуляциях Ссылки.
simParameters = struct(); % Clear simParameters variable to contain all key simulation parameters simParameters.NFrames = 2; % Number of 10 ms frames simParameters.SNRIn = [-5 0 5]; % SNR range (dB)
Логическая переменная PerfectChannelEstimator
средства управления образовывают канал поведение синхронизации и оценка. Когда установлено в true
, совершенная оценка канала и синхронизация используются. В противном случае практическая оценка канала и синхронизация используются, на основе значений полученного PUSCH DM-RS.
simParameters.PerfectChannelEstimator = true;
Переменная DisplaySimulationInformation
управляет отображением информации о симуляции, такой как ID процесса HARQ, используемый для каждого подкадра. В случае ошибки CRC также отображено значение индекса к последовательности RV.
simParameters.DisplaySimulationInformation = true; % The |DisplayDiagnostics| flag enables the plotting of the EVM per layer. % This plot monitors the quality of the received signal after equalization. % The EVM per layer figure shows: % % * The EVM per layer per slot, which shows the EVM evolving with time. % * The EVM per layer per resource block, which shows the EVM in frequency. % % This figure evolves with the simulation and is updated with each slot. % Typically, low SNR or channel fades can result in decreased signal % quality (high EVM). The channel affects each layer differently, % therefore, the EVM values may differ across layers. % % In some cases, some layers can have a much higher EVM than others. These % low-quality layers can result in CRC errors. This behavior may be caused % by low SNR or by using too many layers for the channel conditions. You % can avoid this situation by a combination of higher SNR, lower number % of layers, higher number of antennas, and more robust transmission % (lower modulation scheme and target code rate). simParameters.DisplayDiagnostics = false;
Установите основные параметры симуляции. Они включают:
Полоса пропускания в блоках ресурса (12 поднесущих на блок ресурса)
Расстояние между поднесущими: 15, 30, 60, 120 (kHz)
Длина циклического префикса: нормальный или расширенный
ID ячейки
Количество передающих и приемных антенн
Подструктура, содержащая UL-SCH и параметры PUSCH, также задана. Это включает:
Целевая скорость кода
Выделенные блоки ресурса (PRBSet)
Схема Modulation: 'pi/2-BPSK', 'QPSK', '16QAM', '64QAM', '256QAM'
Количество слоев
Преобразуйте предварительное кодирование (позволяют/запрещают)
Схема передачи PUSCH и MIMO, предварительно кодирующий матричную индикацию (TPMI)
Количество портов антенны
PUSCH, сопоставляющий тип
Параметры конфигурации DM-RS
Другая симуляция широкие параметры:
Модель канала распространения задерживает профиль (TDL или CDL)
Обратите внимание на то, что, если преобразовывают предварительное кодирование, включен, номер слоев должен быть определен к 1.
% Set waveform type and PUSCH numerology (SCS and CP type) simParameters.Carrier = nrCarrierConfig; % Carrier resource grid configuration simParameters.Carrier.NSizeGrid = 52; % Bandwidth in number of resource blocks (52 RBs at 15 kHz SCS for 10 MHz BW) simParameters.Carrier.SubcarrierSpacing = 15; % 15, 30, 60, 120 (kHz) simParameters.Carrier.CyclicPrefix = 'Normal'; % 'Normal' or 'Extended' (Extended CP is relevant for 60 kHz SCS only) simParameters.Carrier.NCellID = 0; % Cell identity % PUSCH/UL-SCH parameters simParameters.PUSCH = nrPUSCHConfig; % This PUSCH definition is the basis for all PUSCH transmissions in the BLER simulation simParameters.PUSCHExtension = struct(); % This structure is to hold additional simulation parameters for the UL-SCH and PUSCH % Define PUSCH time-frequency resource allocation per slot to be full grid (single full grid BWP) simParameters.PUSCH.PRBSet = 0:simParameters.Carrier.NSizeGrid-1; % PUSCH PRB allocation simParameters.PUSCH.SymbolAllocation = [0,simParameters.Carrier.SymbolsPerSlot]; % PUSCH symbol allocation in each slot simParameters.PUSCH.MappingType = 'A'; % PUSCH mapping type ('A'(slot-wise),'B'(non slot-wise)) % Scrambling identifiers simParameters.PUSCH.NID = simParameters.Carrier.NCellID; simParameters.PUSCH.RNTI = 1; % Define the transform precoding enabling, layering and transmission scheme simParameters.PUSCH.TransformPrecoding = false; % Enable/disable transform precoding simParameters.PUSCH.NumLayers = 1; % Number of PUSCH transmission layers simParameters.PUSCH.TransmissionScheme = 'nonCodebook'; % Transmission scheme ('nonCodebook','codebook') simParameters.PUSCH.NumAntennaPorts = 1; % Number of antenna ports for codebook based precoding simParameters.PUSCH.TPMI = 0; % Precoding matrix indicator for codebook based precoding % Define codeword modulation simParameters.PUSCH.Modulation = 'QPSK'; % 'pi/2-BPSK', 'QPSK', '16QAM', '64QAM', '256QAM' % PUSCH DM-RS configuration simParameters.PUSCH.DMRS.DMRSTypeAPosition = 2; % Mapping type A only. First DM-RS symbol position (2,3) simParameters.PUSCH.DMRS.DMRSLength = 1; % Number of front-loaded DM-RS symbols (1(single symbol),2(double symbol)) simParameters.PUSCH.DMRS.DMRSAdditionalPosition = 1; % Additional DM-RS symbol positions (max range 0...3) simParameters.PUSCH.DMRS.DMRSConfigurationType = 1; % DM-RS configuration type (1,2) simParameters.PUSCH.DMRS.NumCDMGroupsWithoutData = 2; % Number of CDM groups without data simParameters.PUSCH.DMRS.NIDNSCID = 0; % Scrambling identity (0...65535) simParameters.PUSCH.DMRS.NSCID = 0; % Scrambling initialization (0,1) simParameters.PUSCH.DMRS.NRSID = 0; % Scrambling ID for low-PAPR sequences (0...1007) simParameters.PUSCH.DMRS.GroupHopping = 0; % Group hopping (0,1) simParameters.PUSCH.DMRS.SequenceHopping = 0; % Sequence hopping (0,1) % Additional simulation and UL-SCH related parameters % % Target code rate simParameters.PUSCHExtension.TargetCodeRate = 193 / 1024; % Code rate used to calculate transport block size % % HARQ process and rate matching/TBS parameters simParameters.PUSCHExtension.XOverhead = 0; % Set PUSCH rate matching overhead for TBS (Xoh) simParameters.PUSCHExtension.NHARQProcesses = 16; % Number of parallel HARQ processes to use simParameters.PUSCHExtension.EnableHARQ = true; % Enable retransmissions for each process, using RV sequence [0,2,3,1] % LDPC decoder parameters % Available algorithms: 'Belief propagation', 'Layered belief propagation', 'Normalized min-sum', 'Offset min-sum' simParameters.PUSCHExtension.LDPCDecodingAlgorithm = 'Normalized min-sum'; simParameters.PUSCHExtension.MaximumLDPCIterationCount = 6; % Define the overall transmission antenna geometry at end-points % If using a CDL propagation channel then the integer number of antenna elements is % turned into an antenna panel configured when the channel model object is created simParameters.NTxAnts = 1; % Number of transmit antennas simParameters.NRxAnts = 2; % Number of receive antennas % Define the general CDL/TDL propagation channel parameters simParameters.DelayProfile = 'TDL-A'; % Use TDL-A model (Indoor hotspot model) simParameters.DelaySpread = 30e-9; simParameters.MaximumDopplerShift = 10; % Cross-check the PUSCH layering against the channel geometry validateNumLayers(simParameters);
Симуляция использует различные данные об основополосной форме волны, такие как частота дискретизации.
waveformInfo = nrOFDMInfo(simParameters.Carrier); % Get information about the baseband waveform after OFDM modulation step
Создайте объект модели канала для симуляции. И CDL и модели канала TDL поддерживаются [5].
% Constructed the CDL or TDL channel model object if contains(simParameters.DelayProfile,'CDL','IgnoreCase',true) channel = nrCDLChannel; % CDL channel object % Turn the overall number of antennas into a specific antenna panel % array geometry. The number of antennas configured is updated when % nTxAnts is not one of (1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024) or nRxAnts % is not 1 or even. [channel.TransmitAntennaArray.Size,channel.ReceiveAntennaArray.Size] = ... hArrayGeometry(simParameters.NTxAnts,simParameters.NRxAnts,'uplink'); nTxAnts = prod(channel.TransmitAntennaArray.Size); nRxAnts = prod(channel.ReceiveAntennaArray.Size); simParameters.NTxAnts = nTxAnts; simParameters.NRxAnts = nRxAnts; % Configure antenna elements channel.TransmitAntennaArray.Element = 'isotropic'; channel.ReceiveAntennaArray.Element = '38.901'; else channel = nrTDLChannel; % TDL channel object % Set the channel geometry channel.NumTransmitAntennas = simParameters.NTxAnts; channel.NumReceiveAntennas = simParameters.NRxAnts; end % Assign simulation channel parameters and waveform sample rate to the object channel.DelayProfile = simParameters.DelayProfile; channel.DelaySpread = simParameters.DelaySpread; channel.MaximumDopplerShift = simParameters.MaximumDopplerShift; channel.SampleRate = waveformInfo.SampleRate;
Получите максимальное количество задержанных выборок каналом многопутевой компонент. Это вычисляется от пути к каналу с самой большой задержкой и задержкой реализации фильтра канала. Это требуется позже сбросить фильтр канала, чтобы получить полученный сигнал.
chInfo = info(channel); maxChDelay = ceil(max(chInfo.PathDelays*channel.SampleRate)) + chInfo.ChannelFilterDelay;
Чтобы определить пропускную способность в каждой точке ОСШ, данные PUSCH анализируются на экземпляр передачи с помощью следующих шагов:
Обновите текущий процесс HARQ. Проверяйте состояние передачи на данный процесс HARQ, чтобы определить, требуется ли повторная передача. Если это не так затем сгенерируйте новые данные.
Сгенерируйте сетку ресурса. Кодирование канала выполняется nrULSCH
. Это работает с входным транспортным обеспеченным блоком. Внутренне, это сохраняет копию транспортного блока в случае, если повторная передача требуется. Закодированные биты модулируются nrPUSCH
. Специфичное для реализации предварительное кодирование MIMO применяется к получившемуся сигналу. Обратите внимание на то, что, если TxScheme='codebook'
, основанное на книге шифров предварительное кодирование MIMO будет уже применено в nrPUSCH
и специфичное для реализации предварительное кодирование MIMO является дополнительным этапом предварительного кодирования MIMO.
Сгенерируйте форму волны. Сгенерированной сеткой является затем модулируемый OFDM.
Шумный канал модели. Форма волны передается через CDL или TDL, исчезающий канал. AWGN добавляется. ОСШ для каждого слоя задан на RE, и на получают антенну.
Выполните синхронизацию и демодуляцию OFDM. Для идеальной синхронизации импульсная характеристика канала восстанавливается и используется, чтобы синхронизировать принятую форму волны. Для практической синхронизации принятая форма волны коррелируется с PUSCH DM-RS. Синхронизируемым сигналом является затем демодулируемый OFDM.
Выполните оценку канала. Если совершенная оценка канала используется, импульсная характеристика канала восстановлена, и OFDM демодулируется, чтобы обеспечить оценку канала. Для практической оценки канала используется PUSCH DM-RS.
Извлеките PUSCH и выполните эквализацию. Элементы ресурса, соответствующие выделению PUSCH, извлечены из полученной сетки ресурса OFDM и оценки канала с помощью nrExtractResources
. Полученными элементами ресурса PUSCH является затем MMSE, компенсируемый с помощью nrEqualizeMMSE
.
Декодируйте PUSCH. Компенсируемые символы PUSCH, наряду с шумовой оценкой, демодулируются и дескремблированы nrPUSCHDecode
получить оценку полученных кодовых комбинаций.
Декодируйте Восходящий Разделяемый Канал (UL-SCH) и обновите процесс HARQ с ошибкой блока CRC. Вектор декодируемых мягких битов передается nrULSCHDecoder
который декодирует кодовую комбинацию и возвращается, ошибка блока CRC раньше определяла пропускную способность системы.
% Array to store the maximum throughput for all SNR points maxThroughput = zeros(length(simParameters.SNRIn),1); % Array to store the simulation throughput for all SNR points simThroughput = zeros(length(simParameters.SNRIn),1); % Set up redundancy version (RV) sequence for all HARQ processes if simParameters.PUSCHExtension.EnableHARQ % From PUSCH demodulation requirements in RAN WG4 meeting #88bis (R4-1814062) rvSeq = [0 2 3 1]; else % HARQ disabled - single transmission with RV=0, no retransmissions rvSeq = 0; end % Create UL-SCH encoder System object to perform transport channel encoding encodeULSCH = nrULSCH; encodeULSCH.MultipleHARQProcesses = true; encodeULSCH.TargetCodeRate = simParameters.PUSCHExtension.TargetCodeRate; % Create UL-SCH decoder System object to perform transport channel decoding % Use layered belief propagation for LDPC decoding, with half the number of % iterations as compared to the default for belief propagation decoding decodeULSCH = nrULSCHDecoder; decodeULSCH.MultipleHARQProcesses = true; decodeULSCH.TargetCodeRate = simParameters.PUSCHExtension.TargetCodeRate; decodeULSCH.LDPCDecodingAlgorithm = simParameters.PUSCHExtension.LDPCDecodingAlgorithm; decodeULSCH.MaximumLDPCIterationCount = simParameters.PUSCHExtension.MaximumLDPCIterationCount; for snrIdx = 1:numel(simParameters.SNRIn) % comment out for parallel computing % parfor snrIdx = 1:numel(simParameters.SNRIn) % uncomment for parallel computing % To reduce the total simulation time, you can execute this loop in % parallel by using the Parallel Computing Toolbox. Comment out the 'for' % statement and uncomment the 'parfor' statement. If the Parallel Computing % Toolbox is not installed, 'parfor' defaults to normal 'for' statement. % Because parfor-loop iterations are executed in parallel in a % nondeterministic order, the simulation information displayed for each SNR % point can be intertwined. To switch off simulation information display, % set the 'displaySimulationInformation' variable above to false % Reset the random number generator so that each SNR point will % experience the same noise realization rng('default'); % Take full copies of the simulation-level parameter structures so that they are not % PCT broadcast variables when using parfor simLocal = simParameters; waveinfoLocal = waveformInfo; % Take copies of channel-level parameters to simplify subsequent parameter referencing carrier = simLocal.Carrier; pusch = simLocal.PUSCH; puschextra = simLocal.PUSCHExtension; decodeULSCHLocal = decodeULSCH; % Copy of the decoder handle to help PCT classification of variable decodeULSCHLocal.reset(); % Reset decoder at the start of each SNR point pathFilters = []; % Create PUSCH object configured for the non-codebook transmission % scheme, used for receiver operations that are performed with respect % to the PUSCH layers puschNonCodebook = pusch; puschNonCodebook.TransmissionScheme = 'nonCodebook'; % Prepare simulation for new SNR point SNRdB = simLocal.SNRIn(snrIdx); fprintf('\nSimulating transmission scheme 1 (%dx%d) and SCS=%dkHz with %s channel at %gdB SNR for %d 10ms frame(s)\n', ... simLocal.NTxAnts,simLocal.NRxAnts,carrier.SubcarrierSpacing, ... simLocal.DelayProfile,SNRdB,simLocal.NFrames); % Specify the fixed order in which we cycle through the HARQ process IDs harqSequence = 0:puschextra.NHARQProcesses-1; % Initialize the state of all HARQ processes harqEntity = HARQEntity(harqSequence,rvSeq); % Reset the channel so that each SNR point will experience the same % channel realization reset(channel); % Total number of slots in the simulation period NSlots = simLocal.NFrames * carrier.SlotsPerFrame; % Timing offset, updated in every slot for perfect synchronization and % when the correlation is strong for practical synchronization offset = 0; % Loop over the entire waveform length for nslot = 0:NSlots-1 % Update the carrier slot numbers for new slot carrier.NSlot = nslot; % Calculate the transport block size for the transmission in the slot [puschIndices,puschIndicesInfo] = nrPUSCHIndices(carrier,pusch); MRB = numel(pusch.PRBSet); trBlkSize = nrTBS(pusch.Modulation,pusch.NumLayers,MRB,puschIndicesInfo.NREPerPRB,puschextra.TargetCodeRate,puschextra.XOverhead); % HARQ processing % If new data for current process then create a new UL-SCH transport block if harqEntity.NewData trBlk = randi([0 1],trBlkSize,1); setTransportBlock(encodeULSCH,trBlk,harqEntity.HARQProcessID); % If new data because of previous RV sequence time out then flush decoder soft buffer explicitly if harqEntity.SequenceTimeout resetSoftBuffer(decodeULSCHLocal,harqEntity.HARQProcessID); end end % Encode the UL-SCH transport block codedTrBlock = encodeULSCH(pusch.Modulation,pusch.NumLayers, ... puschIndicesInfo.G,harqEntity.RedundancyVersion,harqEntity.HARQProcessID); % Create resource grid for a slot puschGrid = nrResourceGrid(carrier,simLocal.NTxAnts); % PUSCH modulation, including codebook based MIMO precoding if TxScheme = 'codebook' puschSymbols = nrPUSCH(carrier,pusch,codedTrBlock); % Implementation-specific PUSCH MIMO precoding and mapping. This % MIMO precoding step is in addition to any codebook based % MIMO precoding done during PUSCH modulation above if (strcmpi(pusch.TransmissionScheme,'codebook')) % Codebook based MIMO precoding, F precodes between PUSCH % transmit antenna ports and transmit antennas F = eye(pusch.NumAntennaPorts,simLocal.NTxAnts); else % Non-codebook based MIMO precoding, F precodes between PUSCH % layers and transmit antennas F = eye(pusch.NumLayers,simLocal.NTxAnts); end [~,puschAntIndices] = nrExtractResources(puschIndices,puschGrid); puschGrid(puschAntIndices) = puschSymbols * F; % Implementation-specific PUSCH DM-RS MIMO precoding and mapping. % The first DM-RS creation includes codebook based MIMO precoding if applicable dmrsSymbols = nrPUSCHDMRS(carrier,pusch); dmrsIndices = nrPUSCHDMRSIndices(carrier,pusch); for p = 1:size(dmrsSymbols,2) [~,dmrsAntIndices] = nrExtractResources(dmrsIndices(:,p),puschGrid); puschGrid(dmrsAntIndices) = puschGrid(dmrsAntIndices) + dmrsSymbols(:,p) * F(p,:); end % OFDM modulation txWaveform = nrOFDMModulate(carrier,puschGrid); % Pass data through channel model. Append zeros at the end of the % transmitted waveform to flush channel content. These zeros take % into account any delay introduced in the channel. This is a mix % of multipath delay and implementation delay. This value may % change depending on the sampling rate, delay profile and delay % spread txWaveform = [txWaveform; zeros(maxChDelay,size(txWaveform,2))]; %#ok<AGROW> [rxWaveform,pathGains,sampleTimes] = channel(txWaveform); % Add AWGN to the received time domain waveform % Normalize noise power by the IFFT size used in OFDM modulation, % as the OFDM modulator applies this normalization to the % transmitted waveform. Also normalize by the number of receive % antennas, as the channel model applies this normalization to the % received waveform, by default SNR = 10^(SNRdB/10); N0 = 1/sqrt(2.0*simLocal.NRxAnts*double(waveinfoLocal.Nfft)*SNR); noise = N0*complex(randn(size(rxWaveform)),randn(size(rxWaveform))); rxWaveform = rxWaveform + noise; if (simLocal.PerfectChannelEstimator) % Perfect synchronization. Use information provided by the % channel to find the strongest multipath component pathFilters = getPathFilters(channel); [offset,mag] = nrPerfectTimingEstimate(pathGains,pathFilters); else % Practical synchronization. Correlate the received waveform % with the PUSCH DM-RS to give timing offset estimate 't' and % correlation magnitude 'mag'. The function % hSkipWeakTimingOffset is used to update the receiver timing % offset. If the correlation peak in 'mag' is weak, the current % timing estimate 't' is ignored and the previous estimate % 'offset' is used [t,mag] = nrTimingEstimate(carrier,rxWaveform,dmrsIndices,dmrsSymbols); offset = hSkipWeakTimingOffset(offset,t,mag); % Display a warning if the estimated timing offset exceeds the % maximum channel delay if offset > maxChDelay warning(['Estimated timing offset (%d) is greater than the maximum channel delay (%d).' ... ' This will result in a decoding failure. This may be caused by low SNR,' ... ' or not enough DM-RS symbols to synchronize successfully.'],offset,maxChDelay); end end rxWaveform = rxWaveform(1+offset:end,:); % Perform OFDM demodulation on the received data to recreate the % resource grid, including padding in the event that practical % synchronization results in an incomplete slot being demodulated rxGrid = nrOFDMDemodulate(carrier,rxWaveform); [K,L,R] = size(rxGrid); if (L < carrier.SymbolsPerSlot) rxGrid = cat(2,rxGrid,zeros(K,carrier.SymbolsPerSlot-L,R)); end if (simLocal.PerfectChannelEstimator) % Perfect channel estimation, use the value of the path gains % provided by the channel estChannelGrid = nrPerfectChannelEstimate(carrier,pathGains,pathFilters,offset,sampleTimes); % Get perfect noise estimate (from the noise realization) noiseGrid = nrOFDMDemodulate(carrier,noise(1+offset:end,:)); noiseEst = var(noiseGrid(:)); % Apply MIMO deprecoding to estChannelGrid to give an estimate % per transmission layer K = size(estChannelGrid,1); estChannelGrid = reshape(estChannelGrid,K*carrier.SymbolsPerSlot*simLocal.NRxAnts,simLocal.NTxAnts); estChannelGrid = estChannelGrid * F.'; if (strcmpi(pusch.TransmissionScheme,'codebook')) W = nrPUSCHCodebook(pusch.NumLayers,pusch.NumAntennaPorts,pusch.TPMI,pusch.TransformPrecoding); estChannelGrid = estChannelGrid * W.'; end estChannelGrid = reshape(estChannelGrid,K,carrier.SymbolsPerSlot,simLocal.NRxAnts,[]); else % Practical channel estimation between the received grid and % each transmission layer, using the PUSCH DM-RS for each layer % which are created by specifying the non-codebook transmission % scheme dmrsLayerSymbols = nrPUSCHDMRS(carrier,puschNonCodebook); dmrsLayerIndices = nrPUSCHDMRSIndices(carrier,puschNonCodebook); [estChannelGrid,noiseEst] = nrChannelEstimate(carrier,rxGrid,dmrsLayerIndices,dmrsLayerSymbols,'CDMLengths',pusch.DMRS.CDMLengths); end % Get PUSCH resource elements from the received grid [puschRx,puschHest] = nrExtractResources(puschIndices,rxGrid,estChannelGrid); % Equalization [puschEq,csi] = nrEqualizeMMSE(puschRx,puschHest,noiseEst); % Decode PUSCH physical channel [ulschLLRs,rxSymbols] = nrPUSCHDecode(carrier,puschNonCodebook,puschEq,noiseEst); % Display EVM per layer, per slot and per RB. Reference symbols for % each layer are created by specifying the non-codebook % transmission scheme if (simLocal.DisplayDiagnostics) refSymbols = nrPUSCH(carrier,puschNonCodebook,codedTrBlock); plotLayerEVM(NSlots,nslot,puschNonCodebook,size(puschGrid),puschIndices,refSymbols,puschEq); end % Apply channel state information (CSI) produced by the equalizer, % including the effect of transform precoding if enabled if (pusch.TransformPrecoding) MSC = MRB * 12; csi = nrTransformDeprecode(csi,MRB) / sqrt(MSC); csi = repmat(csi((1:MSC:end).'),1,MSC).'; csi = reshape(csi,size(rxSymbols)); end csi = nrLayerDemap(csi); Qm = length(ulschLLRs) / length(rxSymbols); csi = reshape(repmat(csi{1}.',Qm,1),[],1); ulschLLRs = ulschLLRs .* csi; % Decode the UL-SCH transport channel decodeULSCHLocal.TransportBlockLength = trBlkSize; [decbits,blkerr] = decodeULSCHLocal(ulschLLRs,pusch.Modulation,pusch.NumLayers,harqEntity.RedundancyVersion,harqEntity.HARQProcessID); % Store values to calculate throughput simThroughput(snrIdx) = simThroughput(snrIdx) + (~blkerr * trBlkSize); maxThroughput(snrIdx) = maxThroughput(snrIdx) + trBlkSize; % Update current process with CRC error and advance to next process procstatus = updateAndAdvance(harqEntity,blkerr,trBlkSize,puschIndicesInfo.G); if (simLocal.DisplaySimulationInformation) fprintf('\n(%3.2f%%) NSlot=%d, %s',100*(nslot+1)/NSlots,nslot,procstatus); end end % Display the results dynamically in the command window if (simLocal.DisplaySimulationInformation) fprintf('\n'); end fprintf('\nThroughput(Mbps) for %d frame(s) = %.4f\n',simLocal.NFrames,1e-6*simThroughput(snrIdx)/(simLocal.NFrames*10e-3)); fprintf('Throughput(%%) for %d frame(s) = %.4f\n',simLocal.NFrames,simThroughput(snrIdx)*100/maxThroughput(snrIdx)); end
Simulating transmission scheme 1 (1x2) and SCS=15kHz with TDL-A channel at -5dB SNR for 2 10ms frame(s) (5.00%) NSlot=0, HARQ Proc 0: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (10.00%) NSlot=1, HARQ Proc 1: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (15.00%) NSlot=2, HARQ Proc 2: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (20.00%) NSlot=3, HARQ Proc 3: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (25.00%) NSlot=4, HARQ Proc 4: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (30.00%) NSlot=5, HARQ Proc 5: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (35.00%) NSlot=6, HARQ Proc 6: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (40.00%) NSlot=7, HARQ Proc 7: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (45.00%) NSlot=8, HARQ Proc 8: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (50.00%) NSlot=9, HARQ Proc 9: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (55.00%) NSlot=10, HARQ Proc 10: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (60.00%) NSlot=11, HARQ Proc 11: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (65.00%) NSlot=12, HARQ Proc 12: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (70.00%) NSlot=13, HARQ Proc 13: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (75.00%) NSlot=14, HARQ Proc 14: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (80.00%) NSlot=15, HARQ Proc 15: CW0: Initial transmission failed (RV=0,CR=0.190705). (85.00%) NSlot=16, HARQ Proc 0: CW0: Retransmission #1 passed (RV=2,CR=0.190705). (90.00%) NSlot=17, HARQ Proc 1: CW0: Retransmission #1 passed (RV=2,CR=0.190705). (95.00%) NSlot=18, HARQ Proc 2: CW0: Retransmission #1 passed (RV=2,CR=0.190705). (100.00%) NSlot=19, HARQ Proc 3: CW0: Retransmission #1 passed (RV=2,CR=0.190705). Throughput(Mbps) for 2 frame(s) = 0.5712 Throughput(%) for 2 frame(s) = 20.0000 Simulating transmission scheme 1 (1x2) and SCS=15kHz with TDL-A channel at 0dB SNR for 2 10ms frame(s) (5.00%) NSlot=0, HARQ Proc 0: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (10.00%) NSlot=1, HARQ Proc 1: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (15.00%) NSlot=2, HARQ Proc 2: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (20.00%) NSlot=3, HARQ Proc 3: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (25.00%) NSlot=4, HARQ Proc 4: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (30.00%) NSlot=5, HARQ Proc 5: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (35.00%) NSlot=6, HARQ Proc 6: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (40.00%) NSlot=7, HARQ Proc 7: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (45.00%) NSlot=8, HARQ Proc 8: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (50.00%) NSlot=9, HARQ Proc 9: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (55.00%) NSlot=10, HARQ Proc 10: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (60.00%) NSlot=11, HARQ Proc 11: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (65.00%) NSlot=12, HARQ Proc 12: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (70.00%) NSlot=13, HARQ Proc 13: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (75.00%) NSlot=14, HARQ Proc 14: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (80.00%) NSlot=15, HARQ Proc 15: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (85.00%) NSlot=16, HARQ Proc 0: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (90.00%) NSlot=17, HARQ Proc 1: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (95.00%) NSlot=18, HARQ Proc 2: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (100.00%) NSlot=19, HARQ Proc 3: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). Throughput(Mbps) for 2 frame(s) = 2.8560 Throughput(%) for 2 frame(s) = 100.0000 Simulating transmission scheme 1 (1x2) and SCS=15kHz with TDL-A channel at 5dB SNR for 2 10ms frame(s) (5.00%) NSlot=0, HARQ Proc 0: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (10.00%) NSlot=1, HARQ Proc 1: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (15.00%) NSlot=2, HARQ Proc 2: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (20.00%) NSlot=3, HARQ Proc 3: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (25.00%) NSlot=4, HARQ Proc 4: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (30.00%) NSlot=5, HARQ Proc 5: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (35.00%) NSlot=6, HARQ Proc 6: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (40.00%) NSlot=7, HARQ Proc 7: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (45.00%) NSlot=8, HARQ Proc 8: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (50.00%) NSlot=9, HARQ Proc 9: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (55.00%) NSlot=10, HARQ Proc 10: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (60.00%) NSlot=11, HARQ Proc 11: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (65.00%) NSlot=12, HARQ Proc 12: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (70.00%) NSlot=13, HARQ Proc 13: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (75.00%) NSlot=14, HARQ Proc 14: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (80.00%) NSlot=15, HARQ Proc 15: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (85.00%) NSlot=16, HARQ Proc 0: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (90.00%) NSlot=17, HARQ Proc 1: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (95.00%) NSlot=18, HARQ Proc 2: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). (100.00%) NSlot=19, HARQ Proc 3: CW0: Initial transmission passed (RV=0,CR=0.190705). Throughput(Mbps) for 2 frame(s) = 2.8560 Throughput(%) for 2 frame(s) = 100.0000
Отобразите измеренную пропускную способность. Это вычисляется как процент максимальной возможной пропускной способности ссылки, учитывая имеющиеся ресурсы для передачи данных.
figure; plot(simParameters.SNRIn,simThroughput*100./maxThroughput,'o-.') xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Throughput (%)'); grid on; if (simParameters.PUSCH.TransformPrecoding) ofdmType = 'DFT-s-OFDM'; else ofdmType = 'CP-OFDM'; end title(sprintf('%s / NRB=%d / SCS=%dkHz / %s %d/1024 / %dx%d', ... ofdmType,simParameters.Carrier.NSizeGrid,simParameters.Carrier.SubcarrierSpacing, ... simParameters.PUSCH.Modulation, ... round(simParameters.PUSCHExtension.TargetCodeRate*1024),simParameters.NTxAnts,simParameters.NRxAnts)); % Bundle key parameters and results into a combined structure for recording simResults.simParameters = simParameters; simResults.simThroughput = simThroughput; simResults.maxThroughput = maxThroughput;
Рисунок ниже показывает результаты пропускной способности, полученные, симулируя 10 000 подкадров (NFrames = 1000
, SNRIn = -16:2:6
).
3GPP TS 38.211. "NR; Физические каналы и модуляция". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.
3GPP TS 38.212. "NR; Мультиплексирование и кодирование канала". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.
3GPP TS 38.213. "NR; процедуры Физического уровня для управления". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.
3GPP TS 38.214. "NR; процедуры Физического уровня для данных". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.
3GPP TR 38.901. "Исследование модели канала для частот от 0,5 до 100 ГГц". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.
function validateNumLayers(simParameters) % Validate the number of layers, relative to the antenna geometry numlayers = simParameters.PUSCH.NumLayers; ntxants = simParameters.NTxAnts; nrxants = simParameters.NRxAnts; antennaDescription = sprintf('min(NTxAnts,NRxAnts) = min(%d,%d) = %d',ntxants,nrxants,min(ntxants,nrxants)); if numlayers > min(ntxants,nrxants) error('The number of layers (%d) must satisfy NumLayers <= %s', ... numlayers,antennaDescription); end % Display a warning if the maximum possible rank of the channel equals % the number of layers if (numlayers > 2) && (numlayers == min(ntxants,nrxants)) warning(['The maximum possible rank of the channel, given by %s, is equal to NumLayers (%d).' ... ' This may result in a decoding failure under some channel conditions.' ... ' Try decreasing the number of layers or increasing the channel rank' ... ' (use more transmit or receive antennas).'],antennaDescription,numlayers); %#ok<SPWRN> end end function plotLayerEVM(NSlots,nslot,pusch,siz,puschIndices,puschSymbols,puschEq) % Plot EVM information persistent slotEVM; persistent rbEVM persistent evmPerSlot; if (nslot==0) slotEVM = comm.EVM; rbEVM = comm.EVM; evmPerSlot = NaN(NSlots,pusch.NumLayers); figure; end evmPerSlot(nslot+1,:) = slotEVM(puschSymbols,puschEq); subplot(2,1,1); plot(0:(NSlots-1),evmPerSlot,'o-'); xlabel('Slot number'); ylabel('EVM (%)'); legend("layer " + (1:pusch.NumLayers),'Location','EastOutside'); title('EVM per layer per slot'); subplot(2,1,2); [k,~,p] = ind2sub(siz,puschIndices); rbsubs = floor((k-1) / 12); NRB = siz(1) / 12; evmPerRB = NaN(NRB,pusch.NumLayers); for nu = 1:pusch.NumLayers for rb = unique(rbsubs).' this = (rbsubs==rb & p==nu); evmPerRB(rb+1,nu) = rbEVM(puschSymbols(this),puschEq(this)); end end plot(0:(NRB-1),evmPerRB,'x-'); xlabel('Resource block'); ylabel('EVM (%)'); legend("layer " + (1:pusch.NumLayers),'Location','EastOutside'); title(['EVM per layer per resource block, slot #' num2str(nslot)]); drawnow; end