exponenta event banner

IEEE 802.16-2009 StartMAN-OFDMA PHY PUSC нисходящей линии связи

Эта модель показывает частичное использование нисходящей линии связи физического уровня подканалов (PUSC) от базовой станции (BS) к двум мобильным станциям (MS) в соответствии со стандартом IEEE ® 802.16-2009 [1].

Структура примера

В этом примере моделируется PUSC нисходящей линии связи для PHY-OFDMA. Он поддерживает все обязательные опции кодирования и модуляции. Целью этого примера является демонстрация возможностей различных размеров функциональных блоков Simulink ®, MATLAB ®, DSP System Toolbox™ и Communications Toolbox™. Для упрощения реализации применяется ограничение двух MS (также называемых в модели пользователями) и 1024 размера FFT.

Из 1024 несущих частот (также называемых поднесущими) 720 поднесущих могут использоваться для переноса пользовательских данных (остальные зарезервированы для пилот-сигналов и защитных элементов). Чтобы правильно распределить носители данных для различных МС, стандарт организует 720 поднесущих в 30 подканалов (каждый подканал содержит 24 поднесущих). Подканал - это наименьший блок, который может быть назначен MS.

Стандарт позволяет динамически распределять частотные ресурсы (в подканалах) для MS. Это означает, что во время работы модели BS может динамически изменять распределение подканалов на MS1 и MS2. Например, в одном пакете подканалы 0 _ 5 назначаются MS1, а подканалы 6 _ 25 - MS2. В другом пакете распределение может быть 2 ~ 10 и 15 ~ 25 соответственно. Когда больше подканалов выделено одной MS, большее количество данных может быть передано этой MS за один пакет. Это динамическое изменение вводит сигнализацию переменного размера.

Показаны функции переменных размеров следующих инструментов:

  • Блоки симулятора

  • Функциональный блок MATLAB

  • Блоки панели инструментов системы DSP

  • Блоки Communications Toolbox и системные объекты

Подсистема упаковки символов OFDMA

Эта подсистема, разделенная на пять частей, генерирует данные и упаковывает их в символы OFDMA:

  • Создание заголовков и пользовательских данных

  • Канальное кодирование

  • Выделение подканалов

  • Перестановка и перенумерация

  • Добавление пилотов и охранников

Обработка с переменным размером выполняется в этой подсистеме. Сигналы, выводимые из Data для MS, имеют переменный размер, поскольку двум MS могут быть динамически назначены подканалы для передачи данных. Блок MS1 (2) канального кодирования включает в себя рандомизацию, перемежение и все семь обязательных кодирования и модуляции, указанных в стандарте:

Канальное кодирование применяется поблочно. Размер блока зависит от количества выделенных подканалов. В примере показано, как данные объединяются в блоки и как сигналы переменного размера обрабатываются с помощью блоков и системных объектов. Для получения более подробной информации перейдите к этому блоку: OFDMA Symbol Packing -- > MS1 Channel Coding-- > QPSK-1/2.

Подсистема передатчика/приемника OFDMA

Передатчик OFDMA включает в себя:

  • Преобразует сигнал из частотной области во временную (блок усиления используется для масштабирования передаваемого сигнала на единичную мощность)

  • Добавление циклического префикса

  • Задание времени образца для модели

В этой модели управление данными осуществляется портом передатчика. Чтобы избежать путаницы во времени выборки, мы пытаемся установить системное время выборки в одном месте, которое находится на выходном порту блока передатчика OFDMA. Сигнал перед этой точкой рассматривается как данные и данные извлекаются из источника в соответствии с заданным временем выборки.

OFDMA-приемник включает в себя:

  • Удаление циклического префикса

  • Преобразование сигнала из временной области в частотную область

  • Реализует выравнивание частотной области

По стандарту символ делится на 60 основных кластеров. В каждом кластере выделяются две пилотные несущие и 12 несущих данных. Приемник может оценивать отклик канала на основании известной информации пилот-сигнала. Поскольку отклик канала может быть различным на разных частотах, фактический отклик для поднесущей данных интерполируется на основе измерений поднесущих пилот-сигнала.

Распаковочная подсистема символов OFDMA

Эта подсистема распаковывает символы OFDMA, которые она получает:

  • Удаление защиты постоянного тока и левой/правой панели из символа преамбулы

  • Отделение FCH и DL-MAP от пользовательских данных

  • Использование FCH для обнаружения сообщения DL-MAP

  • Использование DL-MAP для разделения пользовательских данных для MS1 и MS2

  • Выполнение декодирования канала

Изучение примера

1. Фиксированные настройки Невозможно изменить следующие настройки модели по умолчанию:

  • 1024 Размер БПФ

  • Два пользователя

2. Конфигурация канала состояния канала может быть установлена в двух блоках канала.

Могут быть смоделированы следующие каналы:

  • Только AWGN

  • Плоский канал замирания с AWGN

  • Частотно-селективное замирание многолучевого распространения с AWGN

Режим SNR и режим замирания настраиваются во время выполнения.

3. Другие параметры модели Можно задать все остальные изменяемые параметры из блока «Параметры модели».

Среди этих параметров параметр Subchanels, назначенный пользователям, настраивается во время выполнения. На основе этого параметра сообщение DL-MAP упаковывается и передается. Приемники используют обнаруженное сообщение DL-MAP для декодирования информации из назначенных им подканалов. Статус распределения подканалов показан в области выделения подканалов; состояние выделения поднесущих показано в области выделения поднесущих.

Можно задать скорость модуляции и кодирования или вычислить их адаптивно на основе обнаруженных условий канала. При выборе Adapt modulation and coding to channel conditions (Адаптация модуляции и кодирования к условиям канала) задаются пороговые значения SNR управления адаптивной скоростью (dB). Если этот флажок не установлен, необходимо указать параметры скорости модуляции и кодирования.

Для обеспечения надлежащего использования памяти этот пример ограничивает максимальное количество символов OFDMA в одном пакете до 13 (10 символов данных + 3 символа заголовка).

Примечания

Мы прилагаем усилия, чтобы внимательно следовать стандарту и делать определенные предположения, когда это необходимо. Ниже приводится перечень применяемых допущений:

  • Количество символов OFDMA как для MS1, так и для MS2 в одном пакете одинаково и не может быть настроено во время выполнения.

  • Используется IDcell «0»

  • Первым символом всегда является преамбула

  • Второй и третий символы - FCH + DL-MAP (нули в конце)

  • Пользовательские данные начинаются с четвертого символа

  • Приемники используют сообщение FCH и DL-MAP для декодирования принятого сигнала. Если каналы слишком шумные, это сообщение может быть легко повреждено. Поскольку механизм запроса на повторную передачу не реализован, в модели возникнет ошибка. Во избежание повреждения сообщений FCH и DL-MAP необходимо правильно сконфигурировать каналы.

Выбранные привязки

  1. Стандарт IEEE 802.16-2009, «Часть 16: Радиоинтерфейс для систем широкополосного беспроводного доступа», май 2009 г. http://ieee802.org/16/published.html