5G Генерация сигналов NR-TM и FRC

Открыть сценарий в реальном времени

В этом примере показано, как генерировать совместимые со стандартом модели тестирования 5G NR (NR-TM) и фиксированные опорные каналы восходящей и нисходящей линий связи (FRC) для частотного диапазона 1 (FR1) и частотного диапазона 2 (FR2). Для генерации формы сигнала NR-TM и FRC можно указать имя NR-TM или FRC, полосу пропускания канала, интервал между поднесущими и режим дуплексирования.

Введение

Стандарт 3GPP 5G NR определяет наборы конфигураций канала и формы сигнала для проверки соответствия. Два конкретных типа сигналов соответствия нисходящей линии связи представляют собой NR тестовые модели (NR-TM) для целей радиочастотного тестирования базовой станции (BS) и нисходящие фиксированные опорные каналы (FRC) для входного тестирования пользовательского оборудования (UE).

НР-ТМ для FR1 определены в TS 38.141-1 Раздел 4.9.2, а НР-ТМ для FR2 - в TS 38.141-2 Раздел 4.9.2.

Они используются в ряде радиочастотных испытаний, в том числе:

Выходная мощность BS
Ошибка синхронизации (TAE)
Выбросы в занимаемую полосу пропускания
Коэффициент утечки в соседнем канале (ACLR)
Рабочая полоса нежелательных выбросов
Паразитные выбросы датчика
Интермодуляция передатчика

Конкретные тестовые модели ориентированы на конкретные наборы измерений.

FRC физического общего канала нисходящей линии связи (PDSCH) для FR1 определены в TS 38.101-1 Приложение A.3, а для FR2 определены в TS 38.101-2 Приложение A.3.

Они используются в ряде тестов UE, в том числе:

Требования к приемнику UE
Максимальное тестирование входного уровня UE

Физический общий канал восходящей линии связи (PUSCH) FRC для FR1 и FR2 определены в TS 38.104 Приложение A.

Они используются в ряде тестов приема базовой станции, включая:

Опорная чувствительность
Избирательность соседних каналов (ACS)
Внутриполосная и внеполосная блокировка
Интермодуляция приемника
Селективность в канале
Динамический диапазон
Требования к производительности

NR-TM и FRC определяются по стандартизированному набору конфигураций полосы пропускания передачи для допустимого диапазона комбинаций полосы пропускания канала и интервала между поднесущими.

В этом ссылочном примере приложения используется класс MATLAB hNRReferenceWaveformGenerator. Этот класс предоставляет доступ к таблицам конфигурации полосы пропускания, тестовой модели Release 15 и спискам FRC, а также обеспечивает генерацию формы сигнала основной полосы частот и визуализацию сетки ресурсов.

hNRReferenceWaveformGenerator содержит два постоянных свойства таблицы MATLAB. FR1BandwidthTable содержит FR1 конфигурации полосы пропускания передачи, определенные в таблице TS 38,104 Table 5,3,2-1. См. также FR1 конфигурации максимальной пропускной способности передачи, определенные в таблице 5.3.2-1 TS 38.101-1. FR2BandwidthTable содержит FR2 конфигурации полосы пропускания передачи, определенные в таблице TS 38,104 Table 5,3,2-2. См. также FR2 конфигурации максимальной полосы пропускания передачи, определенные в таблице 5.3.2-1 TS 38.101-2.

% 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, в которых перечислены имена тестовых моделей для FR1 (TS 38.141-1, раздел 4.9.2) и имена тестовых моделей для FR2 (TS 38.141-2, раздел 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 FRC нисходящей линии связи класс содержит дополнительные постоянные свойства, которые перечисляют имена FRC нисходящей линии связи для FR1 (TS 38.101-1 Приложение A.3) и для FR2 (TS 38.101-2 Приложение 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 FRC восходящей линии связи класс содержит два постоянных свойства, которые перечисляют имена FRC восходящей линии связи для FR1 и FR2 (TS 38.104 Приложение A).

% 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"
      ⋮

Дополнительные сведения см. в справке hNRReferenceWaveformGenerator путем ввода 'doc hNRReferenceWaveformGenerator'.

Генерация сигналов NR-TM и PDSCH FRC

Каждая опорная форма сигнала PDSCH определяется комбинацией:

Имя NR-TM или FRC
Полоса пропускания канала
Интервал между поднесущими
Дуплексный режим

Для FR1 и FR2 определены различные NR-TM. В зависимости от целей тестовой модели NR-TM имеют различные характеристики PDSCH. Например, полная полоса, одинарная схема модуляции или полная полоса, множественные схемы модуляции с переменным усилением/понижением мощности или одиночное, изменяющееся распределение PRB. Общими особенностями для всех NR-TM являются: отсутствие пакета SS, тип отображения PDSCH A с одной (FR2) или двумя (FR1) позициями DM-RS на передачу слота и один PDCCH для двух символов с NCCE = 1. Нет используемого транспортного или DCI-кодирования, и вход в PDSCH и PDCCH равен 0 или PN23. FDD НОМЕР форм волны ТМ составляет 10 мс в длине и случаях TDD, составляют 20 мс. PT-RS определен для НОМЕРА FR2 ТМ.

Для сравнения, формы сигналов FRC нисходящей линии связи содержат транспортный кодированный PDSCH, используя RV = 0. Опорный PDSCH не определен в слотах, которые перекрывают пакет SS (слот 0 или слоты 0 и 1). Они используют тип A отображения PDSCH с фронтальной загрузкой с 2 дополнительными позициями DM-RS. FDM между PDSCH и DM-RS отсутствует. Полнополосный PDSCH начинается с символа 2, а первые 2 символа в слоте содержат полностью занятый CORESET. Сигналы FRC, сгенерированные в этом примере, не содержат дополнительного OCNG. Уровни мощности для всех элементов ресурса одинаковы. Источником данных транспортного блока является ITU PN9.

Комбинация полосы пропускания канала и интервала между поднесущими должна быть действительной парой из соответствующей таблицы конфигурации полосы пропускания FR. Стандарт только определяет НОМЕР FR2 ТМ и FRC для TDD, но с этим примером Вы можете также создать формы волны FDD.

Этот код MATLAB создает hNRReferenceWaveformGenerator для выбранной конфигурации NR-TM или FRC. Этот объект можно использовать для генерации связанной формы сигнала основной полосы частот и для отображения базовых сеток ресурсов PRB и уровня поднесущих.

% 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 формы сигнала PUSCH FRC

Каждое определение опорного канала PUSCH FRC в TS 38.104 Annex A явно определяет ряд ключевых параметров, включая:

Диапазон частот
Полоса пропускания канала
Интервал между поднесущими
Кодовая скорость
Модуляция
Конфигурация DM-RS

Кроме того, соответствующие тесты приемника вводят некоторые дополнительные параметры, которые не указаны в таблицах TS 38.104 Annex A, например, общие параметры испытаний, определенные в:

Таблица 8.2.1.1-1 (Требования к производительности PUSCH без предварительного кодирования преобразования)
Таблица 8.2.2.1-1 (Требования к производительности PUSCH с предварительным кодированием преобразования)
Таблица 11.2.2.1.1-1 (Требования к излучаемым характеристикам для типа BS 2-O для PUSCH без предварительного кодирования преобразования)
Таблица 11.2.2.2.1-1 (Требования к излучаемым характеристикам для типа BS 2-O для PUSCH с предварительным кодированием преобразования)

Наборы параметров, которые регистрируются в генераторе эталонных сигналов MATLAB, используют вышеупомянутые источники спецификаций. Поскольку данный FRC может использоваться в различных тестах с различными требованиями к параметрам, следующие общие правила применяются к конфигурациям генератора по умолчанию. Все параметры могут быть изменены после построения. Предварительное кодирование преобразования включено для соответствующего FRC. FR2 формы сигналов представляют собой TDD и 20 мс по длине, а FR1 формы сигналов представляют собой FDD и 10 мс. FRC PUSCH определяются с отображением типа A, отображением типа B или, в некоторых случаях, типом отображения. В последнем случае настраивается сопоставление типа A. FR2 формы сигналов без предварительного кодирования преобразования конфигурируются с PT-RS, в противном случае PT-RS отключаются. Идентификаторы скремблирования устанавливаются в 0. Уровни мощности для всех элементов ресурса одинаковы. Источником данных транспортного блока является ITU PN9 с RV = 0, т.е. без повторных передач.

Этот код MATLAB создает hNRReferenceWaveformGenerator для выбранной конфигурации FRC PUSCH. Из-за большого количества FRC в раскрывающемся списке live script FRC перечисляются только те, которые взяты из раздела TS 38.104 A.1 (опорная чувствительность, ACS, внутриполосная блокировка и т.д.) и A.2 (динамический диапазон). Тест производительности FRC, определенный в A.3, A.4, A.5, может быть выбран путем указания строки имени FRC непосредственно в приведенном ниже коде. После создания объекта-генератора все параметры конфигурации можно изменить, сделав их доступными для записи с помощью 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. "НР; радиопередача и прием пользовательского оборудования (UE); Часть 1: Автономный диапазон 1. "Проект партнерства 3-го поколения; Техническая спецификация на сеть радиодоступа группы.

[2] 3GPP TS 38.101-2. "НР; радиопередача и прием пользовательского оборудования (UE); Часть 2: Диапазон 2 Автономный. "Проект партнерства 3-го поколения; Техническая спецификация на сеть радиодоступа группы.

[3] 3GPP TS 38.104. "НР; радиопередача и прием базовой станции (BS). "Проект партнерства 3-го поколения; Техническая спецификация на сеть радиодоступа группы.

[4] 3GPP TS 38.141-1. "НР; Проверка соответствия базовой станции (BS) Часть 1: Проведение проверки соответствия. "Проект партнерства 3-го поколения; Техническая спецификация на сеть радиодоступа группы.

[5] 3GPP TS 38.141-2. "НР; Проверка соответствия базовой станции (BS) Часть 2: Проверка соответствия излучению "Проект партнерства 3-го поколения; Техническая спецификация на сеть радиодоступа группы.

Документация

5G Генерация сигналов NR-TM и FRC

Введение

Генерация сигналов NR-TM и PDSCH FRC

Генерация формы сигнала PUSCH FRC

Ссылки

См. также

Приложения

Связанные темы

5G Документация по набору инструментов

Поддержка