Введение

В Релизе 8 существует семь режимов передачи:

В режиме передачи 7, UE-specific beamforming, применяется произвольный beamforming, и Оборудование пользователя (UE) не уведомляется относительно используемой матрицы перед кодированием, поэтому UE должен оценить канал включая эффект beamforming. Когда UE требует только определенного ссылочного сигнала UE для демодуляции Физического Нисходящего Разделяемого Канала (PDSCH), передача данных для UE, кажется, была получена только от одной антенны передачи, поэтому, этот режим передачи описан как "порт одно антенны, порт 5".

Передачи в этой схеме сделаны на единственном слое с одним ссылочным сигналом и могут быть beamformed на любое количество антенн передачи с помощью любого, соответственно определил размеры beamforming вектора; выбор количества антенн передачи и beamforming векторных значений не задан в стандарте.

В этом примере показано, как "один порт антенны, порт 5" схем передачи могут быть реализованы с помощью LTE Toolbox, чтобы передать и получить PDSCH. Это также демонстрирует, что соответствующий выбор beamforming вектора приводит к лучшей производительности.

Setup генератора RMC

В этом примере настройка Ссылочного канала измерения (RMC) создана с помощью lteRMCDL и реконфигурирована, чтобы описать настройку UE-specific beamforming. Генерация сконфигурирована для R.6, и PDSCH сконфигурирован для TxScheme='Port5', схема передачи, сопоставленная с Релизом 8 UE-specific beamforming в LTE Toolbox. Номер антенн передачи PDSCH затем определяется к 4 (Количество столбцов предварительно кодирующего матричного W указывает на NTxAnts), указывая, что UE-specific beamforming будет beamform на 4 антенны передачи. Обратите внимание на то, что rmc.CellRefP=1, подразумевать, что существует только один специфичный для ячейки ссылочный сигнал; этот ссылочный сигнал и сопоставленные передачи, которые будут сопоставлены на первую из 4 антенн передачи.

rmc = lteRMCDL('R.6');         % RMC configuration
rmc.TotSubframes = 1;          % Number of subframes to generate
rmc.PDSCH.TxScheme = 'Port5';  % Set UE-specific beamforming scheme
rmc.PDSCH.CSI = 'On';          % CSI scaling of soft bits

Настройка оценки канала

Настройки оценки канала заданы с помощью структуры cec. Консерватор 9 9 экспериментальное окно усреднения используется, чтобы уменьшать удар шума на оценке канала. Оценка канала выполняется с помощью сигналов ссылки UE-specific в качестве Port5 схема передачи используется.

cec.PilotAverage = 'UserDefined';   % Type of pilot symbol averaging
cec.FreqWindow = 9;                 % Frequency window size
cec.TimeWindow = 9;                 % Time window size
cec.InterpType = 'Cubic';           % 2D interpolation type
cec.InterpWindow = 'Centered';      % Interpolation window type
cec.InterpWinSize = 1;              % Interpolation window size
cec.Reference = 'DMRS';             % Reference for channel estimation

Системная обработка

Следующие шаги используются, чтобы создать и получить PDSCH UE-specific beamformed:

Этот пример запускается дважды в цикле, первая итерация показывает, что PDSCH получают созвездие при передаче на всех четырех антеннах с тем же взвешиванием и вторым при передаче на четырех антеннах с beamforming векторным W который является соответствующим к ответу канала. В каждом случае график PDSCH получает созвездие, показан. Второе созвездие показывает более низкий уровень шума, чем первая, указывающая лучшая производительность.

Важно отметить, что все элементы и beamforming векторов имеют ту же величину и следовательно степени антенны передачи являются тем же самым через все 4 антенны, и общая степень передачи для любого выбора beamforming вектора является тем же самым - это означает, что ни одному beamforming вектор не дают незаслуженное преимущество т.е. больше степени передачи. Для 2-го цикла симуляции, W был выбран таким образом, что полный ответ канала равняется 1: HW.'=1 поэтому W=conj(H). Для первого цикла симуляции (т.е. для W=[17 17 17 17]/34), если мы вычисляем HW.' результатом является (16-4*j)/34, который имеет величину sqrt (4/17), который является приблизительно 0,485. Поэтому формирователь луча, который является соответствующим к каналу, достиг ответа канала со значительно лучшим усилением (1 по сравнению с приблизительно 0,485).

% Initialize storage variables for comparison
rxSymbolsStore = cell(1, 2);
WStore = zeros(2, 4);

% Loop for transmitting with and without optimal beamforming
for optimalbeamforming = 0:1
    
    % Configure random number generators
    rng('default');
 
    % Set PDSCH beamforming vector 
    if (optimalbeamforming)
        % Use beamforming vector matched to channel response
        rmc.PDSCH.W = [17 8-15*1i -8+15*1i 15+8*1i]/34;
        
    else
        % Use equal transmission gains for each antenna
        rmc.PDSCH.W = [17 17 17 17]/34;
    end
    
    % Create a resource grid without the PDSCH. PDSCH can be turned off by
    % specifying the transport stream input to be empty
    [~, txGrid, info] = lteRMCDLTool(rmc,[]);
    
    % Create and map UE-specific reference signals
    rmc.PDSCH.NTxAnts = size(rmc.PDSCH.W,2);
    dmRsIndices = lteDMRSIndices(rmc,rmc.PDSCH);
    dmRsSymbols = lteDMRS(rmc,rmc.PDSCH);
    txGrid(dmRsIndices) = dmRsSymbols;

    % Create and map the PDSCH reference signals
    [pdschIndices, pdschIndicesDims] = ltePDSCHIndices(rmc, rmc.PDSCH, ...
        rmc.PDSCH.PRBSet);
    pdschSymbols = ltePDSCH(rmc, rmc.PDSCH, ...
        randi([0 1], pdschIndicesDims.G, 1));
    txGrid(pdschIndices) = pdschSymbols;

    % OFDM modulate to create a transmit waveform
    txWaveform = lteOFDMModulate(rmc, txGrid);
        
    % Pass waveform through channel
    H = [17 8+15*1i -8-15*1i 15-8*1i]/34;  % Channel response
    rxWaveform = (H*txWaveform.').'; 

    % Add AWGN noise
    SNRdB = 28;
    SNR = 10^(SNRdB/20);
    N = 1/(sqrt(2.0*double(info.Nfft))*SNR); % Scale for IFFT gain
    noise = N*complex(randn(size(rxWaveform)), randn(size(rxWaveform)));
    rxWaveform = rxWaveform + noise;
    
    % Synchronization
    offset = lteDLFrameOffset(rmc,rxWaveform);            
    rxWaveform = rxWaveform(1+offset:end,:);
    
    % OFDM demodulation to recover resource grid
    rxGrid = lteOFDMDemodulate(rmc, rxWaveform);

    % Channel and noise estimation
    [hest, nest] = lteDLChannelEstimate(rmc, rmc.PDSCH, cec, rxGrid);          

    % Perform Minimum Mean Squared Error (MMSE) equalization and decode the
    % PDSCH
    ind = ltePDSCHIndices(rmc, rmc.PDSCH, rmc.PDSCH.PRBSet);
    ind = ind(:, 1); % Only use one receive antenna
    [rxBits, rxSymbols] = ltePDSCHDecode(rmc, rmc.PDSCH, rxGrid(ind), ...
        hest(ind), nest);
    
    % Store received symbols and beamforming vector for comparison
    rxSymbolsStore{optimalbeamforming+1} = rxSymbols;
    WStore(optimalbeamforming+1, :) = rmc.PDSCH.W;

end

Анализ

Производительность в двух циклах симуляции сравнена путем графического вывода полученных созвездий PDSCH и также отображения объединенного ответа канала HW.'. Как видно из фигуры система выполняет лучше, когда beamforming вектор был соответствующим к ответу канала. Обратите внимание на то, что в рамках спецификации LTE, никакая помощь не оказана в определении лучшего beamforming вектора. Возможные подходы к определению beamforming вектора, например, должны были бы использовать взаимность канала в Дуплексе деления времени (TDD) или угол использования оценки прибытия восходящего сигнала в Дуплексе деления частоты (FDD).

hUESpecificBeamformingResults(rxSymbolsStore, H, WStore);

4 antennas, same gain, combined channel response HW.': 0.47059-0.11765i
4-antenna beam matched to channel, combined channel response HW.': 1

Приложение

Этот пример использует функцию помощника: