FDD и дуплекс TDD

Продукт LTE Toolbox™ может сгенерировать и управлять сигналами для расположений дуплекса, заданных в стандарте LTE. В LTE нисходящие и восходящие передачи организованы в радио-кадры длительности 10 мс, состоящих из 10 последовательных подкадров, каждый состоящий из многих последовательных символов OFDM, как показано в следующей фигуре.

Создайте сетку ресурса для циклического префиксного выбора

Этот пример показывает, как создать сетку ресурса или для нормального или расширил циклический префикс. Количество символов OFDM в одном подкадре или 14 для нормального циклического префикса, или 12 для расширенного циклического префикса.

Создайте структуру настроек всей ячейки.

enb.CyclicPrefix = 'Normal';
enb.NDLRB = 9;
enb.CellRefP = 1;

Получите размерности сетки ресурса подкадра.

dims = lteDLResourceGridSize(enb)
dims = 1×3

   108    14     1

Переключитесь на расширенный циклический префикс.

enb.CyclicPrefix = 'Extended';
dims = lteDLResourceGridSize(enb)
dims = 1×3

   108    12     1

Второе измерение вывода lteDLResourceGridSize является количеством символов в подкадре.

Создайте кадр с CellRS в подкадрах

Этот пример показывает, как создать кадр, содержащий специфичные для ячейки ссылочные сигналы (CellRS) в каждом подкадре. Радио-кадр представлен в продукте LTE Toolbox™ при помощи последовательности 10 структур настроек всей ячейки с набором поля NSubframe от 0 до 9 в каждом случае.

Инициализируйте структуру установки всей ячейки и создайте пустую сетку ресурса

Измените параметр NDLRB, чтобы определить номер блоков ресурса. Измените CellRefP, чтобы установить один порт антенны передачи. Измените NCellID, чтобы установить ячейку ID. Задайте нормальный циклический префикс и нуль порта антенны.

enb.NDLRB = 6;
enb.CellRefP = 1;
enb.NCellID = 1;
enb.CyclicPrefix = 'Normal';
antenna = 0;

Создайте пустую сетку ресурса, которая будет заполнена с подкадрами.

txGrid = [];

Заполните сетку ресурса для каждого подкадра

  • Создайте пустую сетку ресурса для каждого подкадра и определите текущий номер подкадра.

  • Сгенерируйте специфичные для ячейки ссылочные символы сигнала и индексы.

  • Сопоставьте специфичный для ячейки ссылочный сигнал с сеткой и добавьте подкадр к сетке, которая будет передана.

for sf = 0:9
    subframe = lteDLResourceGrid(enb);
    enb.NSubframe = sf;
    cellRsSym = lteCellRS(enb,antenna);
    cellRsInd = lteCellRSIndices(enb,antenna);
    subframe(cellRsInd) = cellRsSym;
    txGrid = [txGrid subframe];
end

Тип 1 структуры кадра: FDD

В режиме дуплекса FDD все 10 подкадров в радио-кадре содержат нисходящие или восходящие подкадры в зависимости от направления ссылки.

Восходящие и нисходящие передатчики имеют отдельную пропускную способность, в которой можно сделать их передачи. Поэтому каждый может передать в любом случае.

В продукте LTE Toolbox можно создать сигналы или индексы для режима дуплекса FDD просто путем установки поля NSubframe структуры настроек всей ячейки к соответствующему номеру подкадра. Функции, поведение которых зависит от режима дуплекса, имеют поле DuplexMode, которое можно установить на 'FDD' или 'TDD'. Если вы не задаете это поле, 'FDD' используется по умолчанию.

Сгенерируйте индексы PSS для режима FDD

Этот пример показывает, как сгенерировать индексы первичного сигнала синхронизации (PSS) в подкадре 0 использований режима дуплекса FDD.

Во-первых, создайте структуру настроек всей ячейки.

enb.CyclicPrefix = 'Normal';
enb.NDLRB = 9;
enb.NCellID = 1;
enb.NSubframe = 0;
enb.DuplexMode = 'FDD';

Затем, создайте индексы PSS, размер дисплея и первые пять индексов в подкадре 0.

ind = ltePSSIndices(enb);
size(ind)
ans = 1×2

    62     1

ind(1:5)
ans = 5x1 uint32 column vector

   672
   673
   674
   675
   676

Если тот же вызов выполняется для подкадра 1 вместо этого, то результатом является пустая матрица.

enb.NSubframe = 1;

Пустая матрица указывает, что PSS не присутствует в подкадре 1. Путем вызывания функций для индексов и значений для подкадров 0 до 9 путем установки поля NSubframe, могут быть сформированы соответствующие передачи через радио-кадр.

ind = ltePSSIndices(enb)
ind =

  0x1 empty uint32 column vector

Тип 2 структуры кадра: TDD

В режиме дуплекса TDD одна пропускная способность совместно используется восходящим каналом и нисходящим каналом с совместным использованием, выполняемым путем выделения различных промежутков времени восходящему каналу и нисходящему каналу. В LTE существует 7 различных шаблонов переключения восходящего нисходящего канала, назвал восходящие нисходящие настройки 0 до 6, как показано в следующей фигуре.

Специальный подкадр (подкадр 1 в каждой восходящей нисходящей настройке и подкадре 6 в восходящих нисходящих настройках 0, 1, 2 и 6) содержит фрагмент нисходящей передачи в начале подкадра (Нисходящий Экспериментальный Временной интервал, DwPTS), фрагмент неиспользованных символов посреди подкадра (Период охраны) и фрагмент восходящей передачи в конце подкадра (Восходящий Экспериментальный Временной интервал, UpPTS), как показано в следующей фигуре.

Длины DwPTS, GP и UpPTS могут взять одну из 10 комбинаций значений, назвал специальные настройки подкадра 0 до 9. Стандарт LTE, таблица 4.2-1 TS 36.211, задает длины с точки зрения основного периода модуляции OFDM, но длины могут быть интерпретированы с точки зрения символов OFDM как показано в следующей таблице.

Настройка специального подкадра (длины DwPTS/GP/UpPTS)
Специальная настройка подкадраНормальный циклический префикс в нисходящем каналеРасширенный циклический префикс в нисходящем канале
DwPTSUpPTSDwPTSUpPTS
Нормальный циклический префикс в восходящем каналеРасширенный циклический префикс в восходящем каналеНормальный циклический префикс в восходящем каналеРасширенный циклический префикс в восходящем канале
0311311
198
2109
31110
412322
532 28
699
7105
811---
96---

Таким образом, в действительности, специальный подкадр является и нисходящим подкадром и восходящим подкадром с некоторым ограничением, установленным для количества символов OFDM, которые заняты в каждом случае.

Чтобы задать операцию TDD, в структуре настроек всей ячейки, устанавливают дополнительное поле DuplexMode на 'TDD'. Когда вы используете эту установку, функции, которые требуют, DuplexMode также требуют, чтобы вы задали восходящую нисходящую настройку (0, …, 6) в поле TDDConfig, номере подкадра в поле NSubframe и специальной настройке подкадра (0, …, 9) в поле SSC.

Сгенерируйте индексы CellRS для режима TDD

Этот пример показывает, как создать индексы для положений специфичного для ячейки ссылочного сигнала (CellRS) для порта антенны 0 в подкадре 6 для восходящей нисходящей настройки 2 и специальной настройки подкадра 4 с расширенным циклическим префиксом.

Во-первых, создайте структуру параметра.

enb.NDLRB        = 9;
enb.NCellID      = 1;
enb.DuplexMode   = 'TDD';
enb.NSubframe    = 6;
enb.TDDConfig    = 2;
enb.SSC          = 4;
enb.CyclicPrefix = 'Extended';

Затем, создайте специфичные для ячейки индексы RS.

sub = lteCellRSIndices(enb,0,'sub')
sub = 18x3 uint32 matrix

    2    1    1
    8    1    1
   14    1    1
   20    1    1
   26    1    1
   32    1    1
   38    1    1
   44    1    1
   50    1    1
   56    1    1
      ⋮

Второй столбец, который дает номер символа OFDM (на основе 1) в подкадре, имеет значения 1 указания, что только 1-й символ OFDM будет содержать специфичные для ячейки ссылочные сигналы в этом случае. Это вызвано тем, что выбранный подкадр является специальным подкадром с DwPTS длины 3 и поэтому другие специфичные для ячейки ссылочные элементы сигнала (в символах OFDM 4, 7 и 10), который присутствовал бы в полных нисходящих подкадрах, не сгенерированы.

Чтобы подтвердить эту теорию, измените дуплексный режим на FDD.

enb.DuplexMode   = 'FDD';
sub = lteCellRSIndices(enb,0,'sub');
unique(sub(:,2))
ans = 4x1 uint32 column vector

    1
    4
    7
   10

В этом случае переключатель к FDD означает, что теперь несоответствующие поля, TDDConfig и SSC, проигнорированы.

Информация о размерности, связанная с дуплексом

Этот пример показывает, как извлечь информацию от структуры параметра. Чтобы упростить работу с различными расположениями дуплекса, продукт LTE Toolbox™ обеспечивает lteDuplexingInfo информационную функцию. Эта функция берет структуру настроек всей ячейки, содержащую поля, упомянутые в предыдущих разделах. Это возвращает структуру, которая указывает на тип текущего подкадра и количество символов в текущем подкадре.

Во-первых, создайте структуру параметра.

enb.NDLRB        = 9;
enb.NCellID      = 1;
enb.DuplexMode   = 'TDD';
enb.NSubframe    = 6;
enb.TDDConfig    = 2;
enb.SSC          = 4;
enb.CyclicPrefix = 'Extended';

Затем, извлеките информацию о размерности.

lteDuplexingInfo(enb)
ans = struct with fields:
     SubframeType: 'Special'
         NSymbols: 12
       NSymbolsDL: 3
    NSymbolsGuard: 7
       NSymbolsUL: 2

Наконец, измените свойство NSubframe и извлеките информацию о размерности снова.

enb.NSubframe    = 0;
lteDuplexingInfo(enb)
ans = struct with fields:
     SubframeType: 'Downlink'
         NSymbols: 12
       NSymbolsDL: 12
    NSymbolsGuard: 0
       NSymbolsUL: 0

Эта функция обеспечивает прямой доступ к восходящим нисходящим шаблонам настройки через поле SubframeType и специальный подкадр DwPTS, GP и длины UpPTS через NSymbolsDL, NSymbolsGuard и поля NSymbolsUL.