Exponenta Banner
exponenta event banner

lteSCFDMAModulate

Модулировать с использованием SC-FDMA

свернуть все на странице

Синтаксис

[форма сигнала, информация] = lteSCFDMAModulate (ue, сетка)
[форма сигнала, информация] = lteSCFDMAModulate (ue, сетка, окно)
[форма сигнала, информация] = lteSCFDMAModulate (ue, chs, grid)
[форма сигнала, информация] = lteSCFDMAModulate (ue, chs, сетка, окно)

Описание

пример

[waveform,info] = lteSCFDMAModulate(ue,grid) выполняет модуляцию множественного доступа с частотным разделением каналов с одной несущей (SC-FDMA) для настроек, специфичных для пользовательского оборудования (UE) ue. Функция возвращает waveform, сигнал, модулированный SC-FDMA, и его соответствующая информация info. Этот синтаксис можно использовать для конфигураций LTE и многополосного узкополосного Интернета вещей (NB-IoT).

Функция вычисляет обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT), сдвиги полуподнесущих и вставки циклических префиксов. Функция также дополнительно выполняет оконную обработку с увеличенным косинусом и перекрытие соседних символов SC-FDMA в массиве ресурсов. grid. Блок-схему, иллюстрирующую этапы модуляции SC-FDMA, см. в разделе Алгоритмы.

пример

[waveform,info] = lteSCFDMAModulate(ue,grid,windowing) выполняет модуляцию SC-FDMA для выбранного количества оконных и перекрывающихся выборок, windowing, используется в окнах временной области. При указании Windowing поле в ue, функция игнорирует его, и вывод Windowing поле info как указано в windowing. Этот синтаксис можно использовать для конфигураций LTE и многоэтапных конфигураций NB-IoT.

пример

[waveform,info] = lteSCFDMAModulate(ue,chs,grid) выполняет модуляцию SC-FDMA для конфигурации передачи канала chs. Этот синтаксис можно использовать для конфигураций LTE, однотонного NB-IoT и многоэтапного NB-IoT. При использовании этого синтаксиса без настройки ue для NB-IoT функция игнорирует chs.

[waveform,info] = lteSCFDMAModulate(ue,chs,grid,windowing) выполняет модуляцию SC-FDMA для заданной конфигурации передачи канала и количества оконных и перекрывающихся выборок. Этот синтаксис можно использовать для конфигураций LTE, однотонного NB-IoT и многоэтапного NB-IoT. При использовании этого синтаксиса без настройки ue для NB-IoT функция игнорирует chs.

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Выполните модуляцию SC-FDMA одного подкадра случайного равномерно распределенного шума.

Инициализация параметров UE для указанного количества блоков ресурсов.

ue = struct('NULRB',50);

Получение размера массива ресурсов.

d = lteULResourceGridSize(ue);

Получить сетку ресурсов путем отображения случайно сгенерированного вектора битов на соответствующие символы модуляции, задав модуляцию QPSK.

grid = reshape(lteSymbolModulate(randi([0,1],prod(d)*2,1),'QPSK'),d);

Выполните модуляцию SC-FDMA для заданных установок и сетки ресурсов, специфичных для UE.

waveform = lteSCFDMAModulate(ue,grid);
Открыть сценарий в реальном времени

Выполните модуляцию SC-FDMA десяти временных интервалов равномерно распределенного шума, задав конфигурацию многотоновой NB-IoT нисходящей линии связи и значение окна.

Инициализируйте специфичные для UE настройки путем указания интервала между поднесущими восходящей линии связи NB-IoT.

ue.NBULSubcarrierSpacing = '15kHz';

Получить сетку ресурсов для указанного количества временных интервалов.

NSlots = 10; % Number of slots in the generated waveform
dims = [12 7*NSlots];
grid = reshape(lteSymbolModulate(randi([0,1],prod(dims)*2,1),'QPSK'),dims);

Укажите значение окна, равное 6.

windowing = 6;

Выполните модуляцию SC-FDMA и отобразите первые пять символов модулированной формы сигнала.

waveform = lteSCFDMAModulate(ue,grid,windowing);
disp(waveform(1:5));
   0.0152 + 0.0178i
   0.0126 + 0.0159i
   0.0092 + 0.0130i
   0.0052 + 0.0092i
   0.0006 + 0.0047i
Открыть сценарий в реальном времени

Выполните модуляцию SC-FDMA десяти временных интервалов равномерно распределенного шума, задав конфигурацию многоканального NB-IoT нисходящей линии связи.

Инициализируйте специфичные для UE настройки путем указания интервала между поднесущими восходящей линии связи NB-IoT.

ue.NBULSubcarrierSpacing = '15kHz';

Получить сетку ресурсов для указанного количества временных интервалов.

NSlots = 10; % Number of slots in the generated waveform
dims = [12 7*NSlots];
grid = reshape(lteSymbolModulate(randi([0,1],prod(dims)*2,1),'QPSK'),dims);

Выполните модуляцию SC-FDMA и отобразите первые пять символов модулированной формы сигнала.

waveform = lteSCFDMAModulate(ue,grid);
disp(waveform(1:5));
   0.0152 + 0.0178i
   0.0126 + 0.0159i
   0.0092 + 0.0130i
   0.0052 + 0.0092i
   0.0006 + 0.0047i
Открыть сценарий в реальном времени

Выполните модуляцию SC-FDMA для 20 временных интервалов равномерно распределенного шума, задав однотонную конфигурацию NB-IoT с интервалом поднесущих 15 кГц.

Инициализируйте специфичные для UE настройки, указывая конфигурацию NB-IoT с интервалом между поднесущими 15 кГц.

ue.NBULSubcarrierSpacing = '15kHz';

Задайте конфигурацию передачи канала, указав поля, необходимые для выбранной конфигурации NB-IoT.

chs = struct('NULSlots',16,'NRU',2,'NRep',4,'SlotIdx',120, ...
    'NBULSubcarrierSet',0,'Modulation','QPSK');

Получите сетку узкополосных ресурсов для 20 временных интервалов.

NSlots =  20;
grid = repmat(lteNBResourceGrid(ue),1,NSlots);
grid(chs.NBULSubcarrierSet+1,:) = lteSymbolModulate(randi([0,1],size(grid,2)*2,1),'QPSK').';

Выполните модуляцию SC-FDMA и отобразите первые пять символов в модулированной форме сигнала временной области.

waveform = lteSCFDMAModulate(ue,chs,grid);
disp(waveform(1:5));
   0.0074 + 0.0026i
   0.0078 + 0.0006i
   0.0077 - 0.0015i
   0.0070 - 0.0035i
   0.0058 - 0.0052i

Входные аргументы

свернуть все

Параметры UE, заданные как структура. Поля, указанные в ue и chs определите, выполняет ли функция модуляцию SC-FDMA для конфигурации LTE или NB-IoT. Чтобы выбрать конфигурацию NB-IoT, укажите NBULSubcarrierSpacing поле. Для выбора конфигурации LTE пропустите NBULSubcarrierSpacing поле. Windowing поле является необязательным и его можно указать для конфигурации LTE или NB-IoT. CyclicPrefixUL поле является необязательным и применимо только для конфигурации LTE.

Число отсчетов временной области, в которой функция применяет оконное отображение и перекрытие символов SC-FDMA, указанных как неотрицательное целое число. Это поле является необязательным.

Примечание

Если не указать Windowing, lteSCFDMAModulate возвращает значение Windowing поле info в качестве значения по умолчанию, выбранного в качестве функции NULRB (для конфигураций восходящего канала LTE) или NBULSubcarrierSpacing (для конфигураций восходящего канала NB-IoT). Это поведение нарушает между эффективной длительностью циклического префикса (и, следовательно, допуском расширения задержки канала) и спектральными характеристиками передаваемого сигнала (без учета какой-либо дополнительной КИХ-фильтрации). Если Windowing равен нулю, проблемы определены в описании grid относительно конкатенации слотов перед модуляцией SC-FDMA не применяются.

Количество выборок, используемых для оконной обработки, зависит от длины циклического префикса (обычного или расширенного) и количества блоков ресурсов. Значение по умолчанию выбирается в соответствии с максимальными значениями, указанными в TS 36.104, таблицах E.5.1-1 и E.5.1-2 [1]. Для большего значения Windowingэффективная продолжительность циклического префикса уменьшается, но передаваемый спектр сигнала имеет меньшие внеполосные излучения.

Количество блоков ресурсов NRB

Выборки окон для обычного циклического префикса

Выборки окон для расширенного циклического префикса

6

4

4

15

6

6

25

4

4

50

6

6

75

8

8

100

8

8

Типы данных: double

Длина циклического префикса, указанная как 'Normal' или 'Extended'. Это поле является необязательным.

Зависимости

Это поле применяется только при выборе конфигурации LTE путем пропуска NBULSubcarrierSpacing поле.

Типы данных: char | string

Интервал поднесущих NB-IoT, указанный как '3.75kHz' или '15kHz'. Чтобы задать интервал между поднесущими 3,75 кГц, укажите это поле как '3.75kHz'. Чтобы установить интервал между поднесущими 15 кГц, укажите это поле как '15kHz'.

Использовать lteSCFDMAModulate для модуляции NB-IoT необходимо указать это поле. Чтобы указать конфигурацию LTE, пропустите это поле.

Примечание

Для интервала между поднесущими 3,75 кГц lteSCFDMAModulate поддерживает только однотональные конфигурации NB-IoT.

Типы данных: char | string

Сетка ресурсов, заданная как числовой массив размера M-by-N-by-P, где:

  • M - количество поднесущих.

  • N - количество символов SC-FDMA.

  • P - количество передающих антенн.

Можно указать grid содержит RE для различных временных интервалов во всех сконфигурированных антенных портах, как описано в разделе «Представление сетей ресурсов». Кроме того, можно указать grid чтобы содержать множество таких матриц, конкатенированных по второму измерению, чтобы дать множество слотов. Плоскости антенны в grid каждый OFDM модулирован, чтобы дать столбцы waveform выход.

Для конфигурации восходящей линии связи LTE M должен быть кратным 12, так как количество блоков ресурсов равно NRB = M/12, максимум до 2048. Для конфигурации NB-IoT нисходящей линии связи или восходящей линии связи с NBULSubcarrierSpacing поле ue установить в значение '15kHz', М = 12. Для конфигурации восходящего канала NB-IoT с NBULSubcarrierSpacing установить в значение '3.75kHz', М = 48. Укажите N как кратное числу символов в слоте L, где L = 14 для обычного циклического префикса и L = 12 для расширенного циклического префикса. Можно указать P как 1, 2 или 4.

Сетка может охватывать несколько временных интервалов. Между всеми соседними символами SC-FDMA, включая последний из одного слота и первый из следующего, применяются оконное и перекрывающееся. Поэтому получается результат, отличный от того, когда lteSCFDMAModulate вызывается в отдельных слотах, и эти сигналы временной области объединяются. Результирующая форма сигнала в последнем случае имеет разрывы в начале и конце каждого слота. Перед вызовом рекомендуется соединить все слоты для модуляции SC-FDMA. lteSCFDMAModulate в результирующем массиве с несколькими слотами. Однако можно выполнить модуляцию OFDM в отдельных временных интервалах и создать результирующую форму сигнала во временной области с множеством слотов путем наложения вручную.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Конфигурация передачи канала, заданная как структура. Для конфигурации NB-IoT можно задать дополнительные параметры для восходящего канала, указав поля для NB-IoT в chs. За исключением NBULSubcarrierSet поле, поля в chs применимы в том случае, если NBULSubcarrierSpacing поле ue является '3.75kHz' или когда NBULSubcarrierSpacing является '15kHz' и length(chs.NBULSubcarrierSet) является 1.

Индексы восходящих поднесущих NB-IoT, заданные как вектор неотрицательных целых чисел в интервале [0, 11] или неотрицательное целое число в интервале [0, 47]. Индексы имеют нулевую форму. Использовать lteSCFDMAModulate для однотонной модуляции NB-IoT необходимо указать NBULSubcarrierSet как скаляр. Если не указать NBULSubcarrierSet, lteSCFDMAModulate по умолчанию выполняет многоэтапную модуляцию NB-IoT. При указании NBULSubcarrierSpacing поле ue как '15kHz'Это поле обязательно к заполнению.

Типы данных: double

Тип модуляции, указанный как 'BPSK' или 'QPSK'. Для двоичной фазовой манипуляции (BPSK) укажите Modulation как 'BPSK'. Для квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) укажите Modulation как 'QPSK'.

Типы данных: char | string

Количество слотов на единицу ресурса (RU), указанное как положительное целое число. Использовать lteSCFDMAModulate для однотонной модуляции NB-IoT необходимо указать это поле.

Типы данных: double

Количество RU, указанное как положительное целое число. Использовать lteSCFDMAModulate для однотонной модуляции NB-IoT необходимо указать это поле.

Типы данных: double

Число повторений для кодового слова, определяемого как неотрицательное целое число. Использовать lteSCFDMAModulate для однотонной модуляции NB-IoT необходимо указать это поле.

Типы данных: double

Относительный индекс слота в узкополосном физическом совместно используемом канале восходящей линии связи (NPUSCH), определяемый как неотрицательное целое число. Это поле определяет отсчитываемый от нуля относительный индекс временного интервала в пакете временных интервалов для передачи транспортного блока или бита управляющей информации.

Типы данных: double

Типы данных: struct

Число оконных и перекрывающихся выборок, указанных как неотрицательное целое число. Этот аргумент управляет количеством оконных и перекрывающихся выборок, используемых в окнах временной области. При указании этого ввода функция использует значение, указанное для модуляции SC-FMDA (вместо Windowing области ue input) и возвращает его в качестве значения Windowing в поле info выход.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

SC-FDMA-модулированный сигнал, возвращаемый в виде матрицы с комплексными значениями. Размеры waveform являются T-by-P, где T - число выборок временной области, а P - число передающих антенн. Размерность T задается T = 15K/NFFT, где NFFT - размер IFFT, а K - количество временных интервалов в grid вход. Когда M ≥ 72, NFFT является функцией от числа блоков ресурсов (NRB), и NRB = M/12.

NRB

N БПФ

6

128

15

256

25

512

50

1024

75

2048

100

2048

Когда М = 12 или NBULSubcarrierSpacing поле имеет значение '15kHz' (NB-IoT нисходящей линии связи или NB-IoT восходящей линии связи с 15-kHz интервалом между поднесущими), NFFT = 128. Когда NBULSubcarrierSpacing поле имеет значение '3.75kHz' (NB-IoT восходящий канал с 3.75-kHz интервалом между поднесущими), NFFT = 512. Когда M ≥ 72, NFFT является наименьшей мощностью 2, большей или равной 12NRB/0.85. Это значение является наименьшим БПФ, которое охватывает все поднесущие и приводит к заполнению полосы пропускания (12NRB/NFFT) не более 85%.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Информация о модулированном сигнале SC-FDMA, возвращенная в виде структуры, содержащей эти поля.

Количество заполненных выборок промежутков в конце каждого временного интервала, возвращаемое как положительное целое число. Когда NBULSubcarrierSpacing поле имеет значение '3.75kHz', NBULGapSamples является 144. В противном случае NBULGapSamples является 0.

Зависимости

Этот аргумент возвращается только в том случае, если NBULSubcarrierSpacing поле ue указывается.

Типы данных: double

Длина циклического префикса в количестве выборок временной области возвращается как вектор положительных целых чисел. Каждая запись представляет длину циклического префикса соответствующего символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) во временном интервале. Функция возвращает CyclicPrefixLengths в соответствии с указанными полями ввода, показанными в этих таблицах.

Конфигурация LTE

NfftCyclicPrefixLengths когда CyclicPrefixUL имеет значение 'Normal'CyclicPrefixLengths когда CyclicPrefixUL имеет значение 'Extended')
128[10 9 9 9 9 9 9 10 9 9 9 9 9 9][32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32]
256[20 18 18 18 18 18 18 20 18 18 18 18 18 18][64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64]
512[40 36 36 36 36 36 36 40 36 36 36 36 36 36][128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128]
1024[80 72 72 72 72 72 72 80 72 72 72 72 72 72][256 256 256 256 256 256 256 256 256 256 256 256]
2048[160 144 144 144 144 144 144 160 144 144 144 144 144 144][512 512 512 512 512 512 512 512 512 512 512 512]

Конфигурация NB-IoT

NfftNBULSubcarrierSpacingCyclicPrefixLengths
128'15kHz'[10 9 9 9 9 9 9 10 9 9 9 9 9 9]
512'3.75kHz'[16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16]

Примечание

Как показано в таблицах, для значений Nfft менее 2048, записи CyclicPrefixLengths задаются умножением длины циклического префикса, когда Nfft равно 2048 на Nfft/2048.

Типы данных: int32

Число отсчетов временной области, по которым функция применяет оконное отображение и перекрытие символов SC-FDMA, возвращаемых как неотрицательное целое число.

Типы данных: double

Количество точек БПФ, NFFT, возвращаемых как положительное целое число.

Типы данных: double

Частота дискретизации сигнала во временной области, возвращаемого как положительный скаляр. Когда NBULSubcarrierSpacing поле имеет значение '15kHz' или не указано, частота дискретизации сигнала равна (30,72 МГц/2048) × NFFT, где NFFT - количество точек быстрого преобразования Фурье (FFT). При указании конфигурации NB-IoT путем указания ue.NBULSubcarrierSpacingчастота дискретизации составляет 1,92 МГц.

Типы данных: double

Типы данных: struct

Алгоритмы

свернуть все

Обработка модуляции SC-FDMA

На этой диаграмме показана обработка, выполняемая посредством модуляции SC-FDMA.

Ссылки

[1] 3GPP TS 36.104. «Базовая станция (BS) радиопередача и прием». Проект партнерства 3-го поколения; техническая спецификация на сеть радиодоступа группы; Усовершенствованный универсальный наземный радиодоступа (E-UTRA). URL: https://www.3gpp.org.

См. также

| | | | | |

Представлен в R2014a

Документация по инструментам LTE

Поддержка