5G NR-TM и генерация сигналов FRC

Скрипт Open Live Script

В этом примере показано, как сгенерировать стандартно-совместимый 5G тестовые модели NR (NR-TMs) и восходящий канал и нисходящий канал зафиксированные ссылочные каналы (FRCs) для частотного диапазона 1 (FR1) и частотного диапазона 2 (FR2). Для NR-TM и генерации сигналов FRC, можно задать NR-TM или имя FRC, пропускную способность канала, интервал поднесущей и режим дуплекса.

Введение

3GPP 5G стандарт NR задает наборы ссылки и настроек формы волны в целях проверки на соответствие стандарту. Два определенных типа нисходящих форм волны соответствия являются тестовыми моделями NR (NR-TM), в целях базовой станции (BS) тестирование RF, и передают в нисходящем направлении фиксированные ссылочные каналы (FRC) для входного тестирования оборудования пользователя (UE).

NR-TMs для FR1 заданы в TS 38.141-1 Разделов 4.9.2, и NR-TMs для FR2 заданы в TS 38.141-2 Разделов 4.9.2.

Они используются в области значений тестов RF, включая:

Выходная мощность BS
Синхронизация ошибки выравнивания (TAE)
Эмиссия занимаемой полосы
Смежное отношение утечки канала (ACLR)
Операционная полоса нежелательная эмиссия
Передатчик побочная эмиссия
Межмодуляция передатчика

Определенные тестовые модели нацелены на определенные наборы измерений.

Физический нисходящий канал совместно использованный канал (PDSCH) FRC для FR1 задан в TS 38.101-1 Приложений A.3, и для FR2, задан в TS 38.101-2 Приложений A.3.

Они используются во многих тестах UE, включая:

Требования приемника UE
Максимальное тестирование уровня на входе UE

Физический восходящий канал совместно использованный канал (PUSCH) FRC для FR1 и FR2 задан в приложении A TS 38.104.

Они используются во многих тестах приема базовой станции, включая:

Ссылочная чувствительность
Смежная селективность канала (ACS)
Внутриполосное и внеполосное блокирование
Межмодуляция приемника
Селективность в канале
Динамический диапазон
Требования к производительности

ТМ NR и FRCs заданы через стандартизированный набор настроек пропускной способности передачи для допустимой области значений пропускной способности канала и комбинаций разрядки поднесущей.

Этот пример примера готовых узлов использует класс MATLAB hNRReferenceWaveformGenerator. Этот класс обеспечивает доступ к таблицам настройки пропускной способности, тестовой модели Релиза 15 и спискам FRC, и обеспечивает основополосную генерацию сигналов и визуализацию сетки ресурса.

hNRReferenceWaveformGenerator класс содержит два постоянных свойств таблиц MATLAB. FR1BandwidthTable свойство содержит настройки пропускной способности передачи FR1, заданные в таблице 5.3.2-1 TS 38.104. См. также максимальные настройки пропускной способности передачи FR1, заданные в TS 38.101-1 Таблиц 5.3.2-1. FR2BandwidthTable свойство содержит настройки пропускной способности передачи FR2, заданные в таблице 5.3.2-2 TS 38.104. См. также максимальные настройки пропускной способности передачи FR2, заданные в TS 38.101-2 Таблиц 5.3.2-1.

% Release 15 transmission bandwidth configurations
fr1bandwidthtable = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1BandwidthTable

fr1bandwidthtable=3×13 table
             5MHz    10MHz    15MHz    20MHz    25MHz    30MHz    40MHz    50MHz    60MHz    70MHz    80MHz    90MHz    100MHz
             ____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    ______

    15kHz     25      52       79       106      133      160      216      270      NaN      NaN      NaN      NaN      NaN  
    30kHz     11      24       38        51       65       78      106      133      162      189      217      245      273  
    60kHz    NaN      11       18        24       31       38       51       65       79       93      107      121      135

fr2bandwidthtable = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2BandwidthTable

fr2bandwidthtable=2×4 table
              50MHz    100MHz    200MHz    400MHz
              _____    ______    ______    ______

    60kHz      66       132       264       NaN  
    120kHz     32        66       132       264

hNRReferenceWaveformGenerator класс также содержит два постоянных свойства, которые перечисляют имена тестовой модели для FR1 (TS 38.141-1 Разделов 4.9.2) и имена тестовой модели для FR2 (TS 38.141-2 Разделов 4.9.2).

% Release 15 NR-TM test models for FR1 and FR2 
fr1testmodels = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1TestModels

fr1testmodels = 8×1 string
    "NR-FR1-TM1.1"
    "NR-FR1-TM1.2"
    "NR-FR1-TM2"
    "NR-FR1-TM2a"
    "NR-FR1-TM3.1"
    "NR-FR1-TM3.1a"
    "NR-FR1-TM3.2"
    "NR-FR1-TM3.3"

fr2testmodels = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2TestModels

fr2testmodels = 3×1 string
    "NR-FR2-TM1.1"
    "NR-FR2-TM2"
    "NR-FR2-TM3.1"

Для нисходящего FRCs класс содержит дополнительные постоянные свойства, которые перечисляют нисходящие имена FRC для FR1 (TS 38.101-1 Приложений A.3) и для FR2 (TS 38.101-2 Приложений A.3).

% Release 15 downlink fixed reference channels for FR1 and FR2 
fr1downlinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1DownlinkFRC

fr1downlinkfrc = 3×1 string
    "DL-FRC-FR1-QPSK"
    "DL-FRC-FR1-64QAM"
    "DL-FRC-FR1-256QAM"

fr2downlinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2DownlinkFRC

fr2downlinkfrc = 3×1 string
    "DL-FRC-FR2-QPSK"
    "DL-FRC-FR2-16QAM"
    "DL-FRC-FR2-64QAM"

Для восходящего FRCs класс содержит два постоянных свойства, которые перечисляют восходящие имена FRC для FR1 и FR2 (приложение A TS 38.104).

% Release 15 uplink fixed reference channels for FR1 and FR2 
fr1uplinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1UplinkFRC

fr1uplinkfrc = 89×1 string
    "G-FR1-A1-1"
    "G-FR1-A1-2"
    "G-FR1-A1-3"
    "G-FR1-A1-4"
    "G-FR1-A1-5"
    "G-FR1-A1-6"
    "G-FR1-A1-7"
    "G-FR1-A1-8"
    "G-FR1-A1-9"
    "G-FR1-A2-1"
    "G-FR1-A2-2"
    "G-FR1-A2-3"
    "G-FR1-A2-4"
    "G-FR1-A2-5"
    "G-FR1-A2-6"
    "G-FR1-A3-1"
    "G-FR1-A3-2"
    "G-FR1-A3-3"
    "G-FR1-A3-4"
    "G-FR1-A3-5"
    "G-FR1-A3-6"
    "G-FR1-A3-7"
    "G-FR1-A3-8"
    "G-FR1-A3-9"
    "G-FR1-A3-10"
    "G-FR1-A3-11"
    "G-FR1-A3-12"
    "G-FR1-A3-13"
    "G-FR1-A3-14"
    "G-FR1-A3-15"
      ⋮

fr2uplinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2UplinkFRC

fr2uplinkfrc = 37×1 string
    "G-FR2-A1-1"
    "G-FR2-A1-2"
    "G-FR2-A1-3"
    "G-FR2-A1-4"
    "G-FR2-A1-5"
    "G-FR2-A3-1"
    "G-FR2-A3-2"
    "G-FR2-A3-3"
    "G-FR2-A3-4"
    "G-FR2-A3-5"
    "G-FR2-A3-6"
    "G-FR2-A3-7"
    "G-FR2-A3-8"
    "G-FR2-A3-9"
    "G-FR2-A3-10"
    "G-FR2-A3-11"
    "G-FR2-A3-12"
    "G-FR2-A4-1"
    "G-FR2-A4-2"
    "G-FR2-A4-3"
    "G-FR2-A4-4"
    "G-FR2-A4-5"
    "G-FR2-A4-6"
    "G-FR2-A4-7"
    "G-FR2-A4-8"
    "G-FR2-A4-9"
    "G-FR2-A4-10"
    "G-FR2-A5-1"
    "G-FR2-A5-2"
    "G-FR2-A5-3"
      ⋮

Для получения дополнительной информации получите доступ к справке hNRReferenceWaveformGenerator путем ввода 'doc hNRReferenceWaveformGenerator'.

ТМ NR и генерация сигналов PDSCH FRC

Каждая ссылочная форма волны PDSCH задана комбинацией:

ТМ NR или имя FRC
Пропускная способность канала
Интервал поднесущей
Режим Duplexing

Различные NR-TMs заданы для FR1 и FR2. В зависимости от целей тестовой модели NR-TMs имеют варьирование характеристики PDSCH. Например: полная полоса, одна схема модуляции, или полная полоса, несколько схем модуляции с различным повышением/замедлением степени или один, варьируясь выделение PRB. Типичные функции ко всем NR-TMs: никакой пакет SS, PDSCH отображение типа A с одним (FR2) или два (FR1) DM-RS положения на передачу паза и один PDCCH через два символа с NCCE = 1. Нет никакого транспорта или DCI, кодирование используемого и вход к PDSCH и PDCCH является всем 0 или PN23. FDD НОМЕР форм волны ТМ составляет 10 мс в длине и случаях TDD, составляют 20 мс. PT-RS заданы для NR-TM FR2.

Для сравнения передайте в нисходящем направлении формы волны FRC, содержат закодированный PDSCH транспорта, использующий RV = 0. Ссылочные PDSCH не заданы в пазах, которые перекрывают пакет SS (паз 0 или пазы 0 и 1). Они используют загруженный PDSCH передней стороны отображение типа A с 2 дополнительными положениями DM-RS. Нет никакого FDM между PDSCH и DM-RS. Полная полоса, которую PDSCH запускают в символе 2 и первых 2 символах в пазе, содержит полный занятый CORESET. Формы волны FRC, сгенерированные в этом примере, не содержат дополнительный OCNG. Уровни мощности для всех элементов ресурса универсальны. Транспортный источник данных блока является ITU PN9.

Пропускная способность канала и комбинация разрядки поднесущей должны быть допустимой парой из связанной таблицы настройки пропускной способности FR. Стандарт только задает NR-TM FR2 и FRC для TDD, но с этим примером можно также создать формы волны FDD.

Этот код MATLAB создает hNRReferenceWaveformGenerator объект для выбранного NR-TM или настройки FRC. Можно использовать этот объект сгенерировать связанную основополосную форму волны и отобразить базовый PRB и сетки ресурса уровня поднесущей.

% Select the NR-TM or PDSCH FRC waveform parameters
dlnrref = "NR-FR1-TM3.2";  % Model name and properties
bw = "10MHz";  % Channel bandwidth
scs = "15kHz";  % Subcarrier spacing
dm = "FDD";  % Duplexing mode
ncellid = 1;  % NCellID
sv = "15.7.0";  % TS 38.141-x version (NR-TM only)

% Run this entire section to generate the required waveform
   

% Create generator object for the above NR-TM/PDSCH FRC reference model
dlrefwavegen = hNRReferenceWaveformGenerator (dlnrref, bw, scs, dm, ncellid, sv)

dlrefwavegen = 
  hNRReferenceWaveformGenerator with properties:

    FR1BandwidthTable: [3×13 table]
    FR2BandwidthTable: [2×4 table]
        FR1TestModels: [8×1 string]
        FR2TestModels: [3×1 string]
       FR1DownlinkFRC: [3×1 string]
       FR2DownlinkFRC: [3×1 string]
         FR1UplinkFRC: [89×1 string]
         FR2UplinkFRC: [37×1 string]
               Config: [1×1 nrDLCarrierConfig]
           IsReadOnly: 1
      ConfiguredModel: {["NR-FR1-TM3.2"]  ["10MHz"]  ["15kHz"]  ["FDD"]  [1]  ["15.7.0"]}
           TargetRNTI: 1

% Generate waveform
[dlrefwaveform,dlrefwaveinfo,dlresourceinfo] = generateWaveform(dlrefwavegen);

% View transmission information about the set of PDSCH within the waveform
dlresourceinfo.WaveformResources.PDSCH

ans=1×3 struct array with fields:
    Name
    CDMLengths
    Resources

% View detailed information about one of the PDSCH sequences
dlresourceinfo.WaveformResources.PDSCH(1).Resources

ans=1×10 struct array with fields:
    NSlot
    TransportBlockSize
    TransportBlock
    RV
    Codeword
    G
    Gd
    ChannelIndices
    ChannelSymbols
    DMRSIndices
    DMRSSymbols
    DMRSSymbolSet
    PTRSIndices
    PTRSSymbols
    PTRSSymbolSet

% Waveform sample rate (Hz)
samplerate = dlrefwaveinfo.Info.SampleRate

samplerate = 15360000

plot(abs(dlrefwaveform)); title(sprintf('Magnitude of %s Baseband Waveform',dlnrref)); xlabel('Sample Index'); ylabel('Magnitude');

% Visualize the associated PRB and subcarrier resource grids
displayResourceGrid(dlrefwavegen);

fullparameterset = dlrefwavegen.Config   % Full low-level parameter set

fullparameterset = 
  nrDLCarrierConfig with properties:

               Label: 'NR-FR1-TM3.2'
      FrequencyRange: 'FR1'
    ChannelBandwidth: 10
             NCellID: 1
        NumSubframes: 10
    WindowingPercent: 0
          SampleRate: []
    CarrierFrequency: 0
         SCSCarriers: {[1×1 nrSCSCarrierConfig]}
      BandwidthParts: {[1×1 nrWavegenBWPConfig]}
             SSBurst: [1×1 nrWavegenSSBurstConfig]
             CORESET: {[1×1 nrCORESETConfig]}
        SearchSpaces: {[1×1 nrSearchSpaceConfig]}
               PDCCH: {[1×1 nrWavegenPDCCHConfig]}
               PDSCH: {[1×1 nrWavegenPDSCHConfig]  [1×1 nrWavegenPDSCHConfig]  [1×1 nrWavegenPDSCHConfig]}
               CSIRS: {[1×1 nrWavegenCSIRSConfig]}

% Make the Config parameters writable and boost the power on all PDSCH DM-RS
dlrefwavegen = makeConfigWritable(dlrefwavegen)

dlrefwavegen = 
  hNRReferenceWaveformGenerator with properties:

    FR1BandwidthTable: [3×13 table]
    FR2BandwidthTable: [2×4 table]
        FR1TestModels: [8×1 string]
        FR2TestModels: [3×1 string]
       FR1DownlinkFRC: [3×1 string]
       FR2DownlinkFRC: [3×1 string]
         FR1UplinkFRC: [89×1 string]
         FR2UplinkFRC: [37×1 string]
               Config: [1×1 nrDLCarrierConfig]
           IsReadOnly: 0
      ConfiguredModel: {["NR-FR1-TM3.2"]  ["10MHz"]  ["15kHz"]  ["FDD"]  [1]  ["15.7.0"]}
           TargetRNTI: 1

% Set DM-RS power parameter on all the PDSCH
pdscharray = [dlrefwavegen.Config.PDSCH{:}];       % Extract all PDSCH configs into an array
[pdscharray.DMRSPower] = deal(3);                  % Boost the DM-RS power on all the PDSCH
dlrefwavegen.Config.PDSCH = num2cell(pdscharray);  % Reassign the updated PDSCH configs

Генерация сигналов PUSCH FRC

Каждое определение канала ссылки PUSCH FRC в приложении A TS 38.104 явным образом задает много основных параметров включая:

Частотный диапазон
Пропускная способность канала
Интервал поднесущей
Уровень кода
Модуляция
Настройка DM-RS

Кроме того, связанные тесты приемника вводят некоторые дополнительные параметры, которые не заданы в таблицах TS 38.104 Annex A, например, общие тестовые параметры, заданные в:

Таблица 8.2.1.1-1 (Проводимые требования к производительности для PUSCH без предварительного кодирования преобразования)
Таблица 8.2.2.1-1 (Проводимые требования к производительности для PUSCH с предварительным кодированием преобразования)
Таблица 11.2.2.1.1-1 (Излученные требования к производительности для типа 2-o BS для PUSCH без предварительного кодирования преобразования)
Таблица 11.2.2.2.1-1 (Излученные требования к производительности для типа 2-o BS для PUSCH с предварительным кодированием преобразования)

Наборы параметров, которые получены в генераторе формы волны ссылки MATLAB, используют источники указанных выше технических условий. Поскольку данный FRC может использоваться в различных тестах с различными требованиями параметров, следующие общие правила применяются к настройкам генератора по умолчанию. Все параметры могут быть изменены после конструкции. Преобразуйте предварительное кодирование, включен для соответствующего FRC. Формы волны FR2 являются TDD и 20 мс в длине, и формы волны FR1 являются FDD и 10 мс. PUSCH FRC задан с типом отображением, отображением типа B, или, в некоторых случаях, любым типом отображения. В последнем случае отображение тип, сконфигурирован. Формы волны FR2 без предварительного кодирования преобразования сконфигурированы с PT-RS, в противном случае PT-RS выключены. Борющиеся тождества установлены в 0. Уровни мощности для всех элементов ресурса универсальны. Транспортный источник данных блока является ITU PN9 с RV = 0 i.e. никакие повторные передачи.

Этот код MATLAB создает hNRReferenceWaveformGenerator объект для выбранной настройки PUSCH FRC. Из-за большого количества FRC, live скрипт FRC выпадающие списки только те от раздела TS 38.104 1 (ссылка sensistivity, ACS, внутриполосное блокирование и т.д.) и 2 (динамический диапазон). Тест производительности FRC, заданный в 3, 4, 5 банка быть выбранным путем определения FRC, называет строку непосредственно в коде ниже. После того, как объект генератора создается, все параметры конфигурации могут быть изменены путем создания их перезаписываемым использованием makeConfigWritable функция.

% Select the PUSCH FRC waveform 
ulnrref = "G-FR1-A1-1";  % This live script down-drop list is preconfigured for TS 38.104 Annex A.1 and A.2 subsets

% Possible overrides to Annex A definitions (empty values provide the Annex A defaults)
bw = [];  % Bandwidth override (5,10,15,20,25,30,40,50,60,70,80,90,100,200,400 MHz)
scs = [];  % Subcarrier spacing override (15,30,60,120 kHz)
dm = [];  % Duplexing mode override ("FDD","TDD")
ncellid = [];  % Cell identity override (used to control scrambling identities)

% Run this entire section to generate the required waveform
   

% Create generator object for the above PUSCH FRC reference model
ulrefwavegen = hNRReferenceWaveformGenerator (ulnrref, bw, scs, dm, ncellid)

ulrefwavegen = 
  hNRReferenceWaveformGenerator with properties:

    FR1BandwidthTable: [3×13 table]
    FR2BandwidthTable: [2×4 table]
        FR1TestModels: [8×1 string]
        FR2TestModels: [3×1 string]
       FR1DownlinkFRC: [3×1 string]
       FR2DownlinkFRC: [3×1 string]
         FR1UplinkFRC: [89×1 string]
         FR2UplinkFRC: [37×1 string]
               Config: [1×1 struct]
           IsReadOnly: 1
      ConfiguredModel: {["G-FR1-A1-1"]  []  []  ["FDD"]  [0]}
           TargetRNTI: 0

% Generate waveform
[ulrefwaveform,ulrefwaveinfo,ulresourceinfo] = generateWaveform(ulrefwavegen);

% View transmission information about the set of PUSCH within the waveform
ulresourceinfo.WaveformResources.PUSCH

ans = struct with fields:
          Name: 'PUSCH sequence for G-FR1-A1-1'
    CDMLengths: [1 1]
     Resources: [1×10 struct]

% View detailed information about one of the PUSCH sequences
ulresourceinfo.WaveformResources.PUSCH(1).Resources

ans=1×10 struct array with fields:
    NSlot
    TransportBlockSize
    TransportBlock
    RV
    Codeword
    G
    Gd
    ChannelIndices
    ChannelSymbols
    DMRSIndices
    DMRSSymbols
    DMRSSymbolSet
    PTRSIndices
    PTRSSymbols
    PTRSSymbolSet

% Waveform sample rate (Hz)
samplerate = ulrefwaveinfo.Info.SampleRate

samplerate = 7680000

plot(abs(ulrefwaveform)); title(sprintf('Magnitude of %s Baseband Waveform',ulnrref)); xlabel('Sample Index'); ylabel('Magnitude');

% Visualize the associated PRB and subcarrier resource grids
displayResourceGrid(ulrefwavegen);

fullparameterset = ulrefwavegen.Config   % Full low-level parameter set

fullparameterset = struct with fields:
                Name: 'G-FR1-A1-1'
             NCellID: 0
    ChannelBandwidth: 5
      FrequencyRange: "FR1"
        NumSubframes: 10
           Windowing: 0
        DisplayGrids: 0
            Carriers: [1×1 struct]
                 BWP: [1×1 struct]
               PUCCH: [1×1 struct]
               PUSCH: [1×1 struct]

Ссылки

[1] 3GPP TS 38.101-1. “NR; передача радио Оборудования пользователя (UE) и прием; Часть 1: Область значений 1 Автономное”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

[2] 3GPP TS 38.101-2. “NR; передача радио Оборудования пользователя (UE) и прием; Часть 2: Область значений 2 Автономных”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

[3] 3GPP TS 38.104. “NR; передача радио Базовой станции (BS) и прием”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

[4] 3GPP TS 38.141-1. “NR; Часть 1 проверки на соответствие стандарту Базовой станции (BS): Проводимая проверка на соответствие стандарту”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

[5] 3GPP TS 38.141-2. “NR; Часть 2 проверки на соответствие стандарту Базовой станции (BS): Излученная проверка на соответствие стандарту”. Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

Документация

5G NR-TM и генерация сигналов FRC

Введение

ТМ NR и генерация сигналов PDSCH FRC

Генерация сигналов PUSCH FRC

Ссылки

Смотрите также

Приложения

Похожие темы

Документация 5G Toolbox

Поддержка