exponenta event banner

Выпуск 14 V2X Пропускная способность Sidelink PSCCH и PSSCH

В этом примере показано, как измерить пропускную способность физического общего канала боковых линий (PSSCH) и физического канала управления боковых линий (PSCCH) при частотно-селективном замирании и аддитивном белом гауссовом шуме (AWGN) с использованием LTE Toolbox™.

Введение

3GPP В 14-й версии была введена поддержка LTE V2X («Транспортное средство - все»), позволяющая подключать транспортные услуги с целью обеспечения более безопасного, чистого, быстрого и более эффективного транспорта. V2X предлагает несколько режимов работы, включая прямую связь между транспортными средствами (V2V), между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I) и между транспортными средствами и пешеходами (V2P), не полагаясь при планировании на участие в сети. Некоторые из отличительных аспектов V2X по сравнению с боковыми линиями связи между устройствами версии 12:

  • Низкая задержка и высокие требования к надежности

  • Большой доплеровский сдвиг из-за высоких относительных скоростей

  • Очень большое количество узлов и высокая плотность узлов

  • Проблемы синхронизации, особенно при выходе из зоны обслуживания

Этот пример измеряет Выпуск 14 V2X, непрямой разделенный и пропускная способность канала контроля для многих пунктов SNR. Для получения информации о том, как смоделировать Выпуск 12 непрямой интерфейс (D2D) от устройства к устройству (нацеленный, прежде всего, на разрешение LTE поддержать системы связи общественной безопасности), посмотрите Выпуск 14 V2X Sidelink PSCCH и пример Пропускной способности PSSCH.

При работе на основе подкадра за подкадром для каждой точки SNR выполняются следующие шаги для вычисления пропускной способности и BLER:

  • Генерируется сетка ресурсов, заполненная PSCCH и/или PSSCH, и OFDM модулируется для создания сигнала основной полосы частот для передачи.

  • Этот сигнал проходит через шумный канал замирания

  • Выполняются операции приемника (демодуляция SC-FDMA, оценка канала и выравнивание)

  • Выровненные символы декодируются для получения блочного ЦИК.

  • Производительность PSCCH и/или PSSCH определяется с использованием блочного результата CRC на выходе канального декодера.

Конфигурация моделирования

Пример выполняется для длины моделирования 4 кадра для нескольких точек SNR. Большее количество NFrames следует использовать для получения значимых результатов по производительности. SNRIn может быть массивом значений или скаляром.

% Set the number of frames to simulate
NFrames = 4;
% Set a range of SNR points to cover both high and low BLER operating
% conditions
SNRIn = [-5 0 5];

Конфигурация передачи

Первоначально определяется набор параметров верхнего уровня, которые включают в себя полосу пропускания, циклический префикс, схему модуляции и выделенный набор блоков ресурсов. Базовая конфигурация берется из «Эталонного канала измерения характеристик передатчика» в соответствии с TS 36.101 Таблица A.8.3-1 [2]. Для моделирования более реалистичной передачи V2X в этом примере было введено множество процессов HARQ и повторных передач HARQ. Скорость передачи данных определяется в терминах промежутка между субкадрами sfGap и интервал времени передачи tti.

sfGap = 8; % Time in subframes between initial and retransmission
tti = 4;   % Time in subframes between different HARQ processes
if tti > sfGap
   error('tti cannot be greater than sfGap');
end

% Number of allocated resource blocks (NPRB) and Transport Block Size (TBS)
% as given by TS 36.101 Table A.8.3-1. Note that TBS must be chosen
% according to TS 36.213 section 14.1.1 and NPRB according to TS 36.213
% section 14.1.1.4C. If an invalid TBS/NPRB is specified, the transmitted
% ModCoding value in the SCI message would be incorrect and this could
% result in the SL-SCH decoding to fail. An invalid NPRB could also result
% in an SCI message and corresponding PSSCH transmission where the
% allocated resources are different from the NPRB specified here.
NPRB = 48;        % Number of allocated resource blocks (NPRB)
TBS = 3496;       % The transport block size
% Define the starting RB for the resource allocations. The initial and
% subsequent transmission can have different allocations
rbStart = [0 0];

% Define the UE configuration parameters
ueConfig = struct('SidelinkMode','V2X');% Release 14 V2X mode
ueConfig.NSLRB = 50;                    % 10MHz bandwidth
ueConfig.DuplexMode = 'FDD';            % Duplex mode
ueConfig.CyclicPrefixSL = 'Normal';     % Cyclic prefix length
ueConfig.Modulation = 'QPSK';           % Symbol modulation ('QPSK','16QAM')

Конфигурация канала распространения

Структура channel содержит параметры конфигурации модели канала.

channel = struct;                    % Channel config structure
channel.Seed = 6;                    % Channel seed
channel.NRxAnts = 2;                 % Number of receive antennas
channel.DelayProfile ='EVA';         % Delay profile
channel.DopplerFreq = 500;           % Doppler frequency in Hz
channel.MIMOCorrelation = 'Low';     % Multi-antenna correlation
channel.NTerms = 16;                 % Oscillators used in fading model
channel.ModelType = 'GMEDS';         % Rayleigh fading model type
channel.InitPhase = 'Random';        % Random initial phases
channel.NormalizePathGains = 'On';   % Normalize delay profile power
channel.NormalizeTxAnts = 'On';      % Normalize for transmit antennas
% The channel sampling rate depends on the FFT size used in the OFDM
% modulator. This can be obtained using the function lteSLSCFDMAInfo.
ofdmInfo = lteSLSCFDMAInfo(ueConfig);
channel.SamplingRate = ofdmInfo.SamplingRate;

Конфигурация оценщика канала

Переменная perfectChanEstimator управляет поведением оценщика канала. Допустимые значения: true или false. Если установлено значение trueв качестве оценки используется идеальный отклик канала, в противном случае получается несовершенная оценка, основанная на значениях принятых сигналов DM-RS. Если perfectChanEstimator имеет значение false для структуры конфигурации cec необходима для параметризации блока оценки канала.

% Perfect channel estimator flag
perfectChanEstimator = false;

% Define the practical channel estimator configuration structure. Note that
% depending on the channel delay profile and Doppler frequency, the
% operating SNR, PSSCH modulation order and the number of allocated
% resource blocks, different channel estimation parameters may give better
% performance.
cec = struct;                        % Channel estimation config structure
cec.PilotAverage = 'UserDefined';    % Type of pilot symbol averaging
cec.FreqWindow = 27;                 % Frequency window size
cec.TimeWindow = 1;                  % Time window size
cec.InterpType = 'Cubic';            % 2D interpolation type

Настройка измерений пропускной способности

Логические переменные measureBLERForSCI и measureTputForSLSCH позволяют отключить измерения пропускной способности и всю связанную обработку приемника для SCI и SL-SCH соответственно. Это позволяет настроить моделирование для измерения пропускной способности только для одного из каналов. Отключение обработки приемника для другого канала повышает скорость выполнения.

measureBLERForSCI = true;
measureTputForSLSCH = true;

Выбор поведения приемника при сбое декодирования SCI

Логическая переменная sciAssumed управляет поведением моделирования с точки зрения влияния декодирования канала управления на декодирование совместно используемого канала. Если sciAssumed является истинным, приемник предполагает, что сообщение SCI было правильно декодировано при попытке приема совместно используемого канала. Это позволяет измерять рабочие характеристики приема совместно используемого канала независимо от рабочих характеристик приема канала управления. Если sciAssumed имеет значение false, отказ декодирования канала управления подразумевает сбой декодирования совместно используемого канала. Обратите внимание, что если измерение пропускной способности для SCI отключено выше (measureBLERForSCI=false), и измерение пропускной способности для SL-SCH включено (measureTputForSLSCH=true), приемник будет считать, что сообщение SCI было правильно декодировано при измерении пропускной способности SL-SCH независимо от установки sciAssumed здесь.

sciAssumed = false;

Показать сведения о моделировании

Переменная displaySimulationInformation управляет отображением информации моделирования, такой как используемый идентификатор процесса HARQ и график распределения ресурсов для каждого подкадра. При длительном моделировании рекомендуется выключать дисплей по мере увеличения времени моделирования.

displaySimulationInformation = true;

Коммуникационный пул ресурсов V2X Sidelink показа

Возможности передачи и приема для прямой боковой линии связи связаны с набором периодически возникающих периодов временной области, известных как пулы ресурсов. UE может быть сконфигурировано с множеством сообщений и, следовательно, с множеством пулов ресурсов для передачи и приема. Один пул ресурсов содержит как совместно используемые субкадры, так и пулы ресурсов, и конкретная передача определяется комбинацией полустатических параметров RRC с динамическими параметрами DCI/SCI. PSCCH, связанный с PSSCH, посылается в одном и том же подкадре в соседнем или несмежном PRB. Для иллюстрации структуры пулов ресурсов V2X примере используется класс. V2XSidelinkResourcePool, который моделирует пул ресурсов и предоставляет параметры и методы для определения конкретной передачи. Метод V2XSidelinkResourcePool.displayPeriod создает график, показывающий расположение пула управляющих ресурсов (темно-синий) и пула общих ресурсов (желтый) в пуле ресурсов.

resourcePool = V2XSidelinkResourcePool;
resourcePool.Config.NSLRB = ueConfig.NSLRB;
resourcePool.Config.DuplexMode = ueConfig.DuplexMode;
if displaySimulationInformation
    resourcePool.displayPeriod;
    drawnow;
end

Цепочка обработки

Для определения пропускной способности в каждой точке SNR подкадр по цепочке обработки подкадров включает в себя:

  • Обновление конфигурации для текущего процесса HARQ - UE либо несет новые транспортные данные, либо повторно передает ранее отправленные транспортные данные PSSCH с другой версией избыточности. Все это обрабатывается планировщиком HARQ. Буфер HARQ decState сохраняет состояние декодера для мягкого объединения.

  • Создание и кодирование сообщения SCI - сообщение SCI содержит информацию о планировании боковых линий связи. Параметры SCI: Priority указание приоритета Prose Per-Packet, ResourceReservation устанавливаются более высокими уровнями для резервирования ресурса для следующей передачи транспортного блока, RIV перенос информации о распределении, TimeGap сигнализация временного интервала в подкадрах между начальной передачей и повторной передачей, ModCoding сигнализация схемы модуляции используется для приема PSSCH и RetransmissionIdx указание, является ли передача первой или второй (повторная передача). Затем сообщение SCI кодируется и отображается в PSCCH для передачи. CRC сообщения SCI представляет собой идентификатор скремблирования для PSSCH.

  • Постройте график выделенных ресурсов - распределение ресурсов для первого процесса HARQ отображается, если displaySimulationInformation флаг включен. Все процессы HARQ имеют одинаковое распределение блоков ресурсов PSSCH (оранжевый) и PSCCH (зеленый). PSCCH и PSSCH могут передаваться на смежных или не смежных блоках ресурсов.

  • Создание сигнала передачи - передача данных, генерируемых UE, на этап обработки физического уровня для получения модулированного сигнала SC-FDMA, содержащего физические каналы PSCCH и PSSCH и сигналы DRS.

  • Моделирование шумового канала - пропускает сигнал через канал замирания и добавляет шум (AWGN).

  • Выполнение слепого обнаружения PSCCH - Ресурсы PSCCH и циклический сдвиг, используемые в передатчике в подкадре, неизвестны, поэтому синхронизация, оценка канала и декодирование выполняются для каждого набора PRB в пуле блоков ресурсов PSCCH (обеспечивается V2XSidelinkResourcePool.PSCCHResourceBlockPool для всех циклических сдвигов до успешного декодирования SCI или поиска всего пула ресурсов. Сдвиг синхронизации для корреляции DM-RS с самым сильным пиком используется для синхронизации.

  • Оценка канала PSCCH: оценка канала PSCCH выполняется с использованием lteSLChannelEstimatePSCCH. Блок оценки канала также производит оценку мощности шума, которая может быть использована для выравнивания MMSE.

  • Извлекают символы PSCCH и оценку канала: принятые символы PSCCH извлекаются из сетки ресурсов подкадра, соответствующие оценки канала извлекаются с использованием lteExtractResources и индексы, представленные ltePSCCHIndices.

  • Выполнить выравнивание PSCCH: Символы PSCCH выравниваются MMSE с помощью lteEqualizeMMSE с оценкой канала и оценкой шума, полученными выше.

  • Выполнить демодуляцию PSCCH: Выравниваемые символы PSCCH демодулируются с помощью ltePSCCHDecode. Эта функция выполняет обратные шаги модуляции передатчика (устаревание преобразования SC-FDMA, демодуляцию и дескремблирование символов QPSK).

  • Выполнение декодирования SCI: попытка декодирования SCI с помощью lteSCIDecode. Количество исходных информационных битов в сообщении SCI задается lteSCIInfo. Если декодированный CRC равен нулю и восстановленная маска CRC является ожидаемым значением, декодирование SCI считается успешным, и декодированные биты сообщения преобразуются в соответствующую структуру сообщения с использованием lteSCI. Значение маски CRC обеспечивает идентификатор скремблирования PSSCH, NXID.

Поведение декодирования совместно используемого канала по отношению к неудачному декодированию SCI управляется переменной sciAssumed. Если sciAssumed является ложным, неудачное декодирование SCI немедленно подразумевает неудачу декодирования SL-SCH и не имеет места дальнейшая обработка для текущего подкадра. Если sciAssumed истинно, передаваемое сообщение SCI предполагается известным приемнику и будет использоваться вместо принятого сообщения SCI. Если sciAssumed является истинным или если декодирование SCI было успешным, приемник переходит к декодированию SL-SCH. Следует отметить, что если измерение SCI BLER отключено, но измерение пропускной способности SL-SCH разрешено, то предполагается, что переданное сообщение SCI известно приемнику.

Для декодирования SL-SCH:

  • Получить распределение ресурсов PSSCH - RIV, полученный из восстановленного сообщения SCI, затем декодируется, чтобы получить количество подканалов и начальный подканал, назначенный для этой передачи. Это в сочетании с смежностью PSCCH, размером каждого подканала и первым выделенным блоком ресурсов обеспечивает набор выделенных RB PSSCH. PRBSet.

  • Синхронизировать и демодулировать субкадры SC-FDMA, несущие PSSCH: Соответствующий субкадр формы сигнала синхронизируется с помощью lteSLFrameOffsetPSSCH. Синхронизированный сигнал демодулируется SC-FDMA с использованием lteSLSCFDMADemodulate. Следует отметить, что хотя канал управления и совместно используемый канал передаются в одном и том же подкадре, достаточно выполнить синхронизацию и демодуляцию SC-FDMA только для PSCCH. Однако в этом примере, поскольку совместно используемый канал и канал управления могут быть приняты независимо, выполняются синхронизация PSSCH и демодуляция SC-FDMA. Это необходимо для активизации приема PSSCH, когда прием PSCCH отключен.

  • Оценка канала PSSCH: оценка канала PSSCH выполняется с использованием lteSLChannelEstimatePSSCH. Блок оценки канала также производит оценку мощности шума, которая может быть использована для выравнивания MMSE.

  • Извлекают символы PSSCH и оценку канала: принятые символы PSSCH извлекаются из сетки ресурсов подкадра, и соответствующие оценки канала извлекаются с использованием lteExtractResources и индексы, представленные ltePSSCHIndices.

  • Выполнить выравнивание PSSCH: Символы PSSCH выравниваются с помощью MMSE lteEqualizeMMSE с оценкой канала и оценкой шума, полученными выше.

  • Выполнение демодуляции PSSCH: Выравниваемые символы PSSCH демодулируются с использованием ltePSSCHDecode. Эта функция выполняет обратные шаги модуляции передатчика (преобразование SC-FDMA, амортизация QPSK или демодуляция и дескремблирование символов 16QAM). Дескремблирование использует ЦИК PSCCH, полученный из этапа декодирования SCI.

  • Декодирование общего канала боковой линии связи (SL-SCH) и сохранение ошибки блочного CRC для UE - передача вектора декодированных мягких битов в lteSLSCHDecode, которая декодирует кодовое слово и возвращает ошибку блочного CRC, используемую для определения пропускной способности системы. Содержимое нового мягкого буфера, harqProcesses(harqID).decState, доступен на выходе этой функции для использования при декодировании следующего подкадра.

% Initialize variables used in the simulation and analysis
maxThroughputSLSCH = zeros(length(SNRIn),1);
simThroughputSLSCH = zeros(length(SNRIn),1);
simBLERSCI = zeros(length(SNRIn),1);

% Get the number of HARQ processes required
nHARQProcesses = floor(sfGap/tti);
% Calculate the HARQ ID sequence for each of the transmitting subframes
harqProcessSequence = zeros(1,NFrames*10);
for h = 1:nHARQProcesses
    harqProcessSequence(1+tti*(h-1):sfGap:NFrames*10) = h;
end

% Create the partial SCI message with the parameters that have fixed values
% for the simulation. Other parameters that have variable values will be
% set further down in the simulation loop
sciMessage = struct('SCIFormat','Format1');
sciMessage.TimeGap = sfGap;
% Set the PSSCH MCS according to the TBS and modulation scheme
[itbs,modn] = lteMCS(0:28,'PUSCH');
% According to TS 36.213 Section 14.1.1, for IMCS (0 to 28), the modulation
% order is set to Q' = min(4,Qm') where Qm' can be 2, 4 or 6. So change the
% cases where Qm' = 6 ('64QAM') to Qm' = 4 ('16QAM')
modn(strcmpi(modn, '64QAM')) = {'16QAM'};
% Filter valid transport block sizes according to modulation scheme used
possibleTBS = lteTBS(NPRB,itbs);
possibleTBS(~strcmpi(modn,ueConfig.Modulation)) = 0;
% Now set the MCS index according to the TBS
sciMessage.ModCoding = find(possibleTBS==TBS,1) - 1;

% Create new figure for displaying resource allocation, if required
if displaySimulationInformation
    figure;
end

% If SCI BLER is not being measured, 'sciAssumed' must be set so that the
% receiver can assume knowledge of the SCI
if (~measureBLERForSCI)
    sciAssumed = true;
end

rng('default');
for snrIdx = 1:numel(SNRIn)

    % Set the random number generator seed depending on the loop variable
    % to ensure independent random streams
    rng(snrIdx);

    % Initialize the state of all HARQ buffers
    harqProcess = struct('RVIdx',1,'data',[],'decState',[]);
    harqProcesses(1:nHARQProcesses) = harqProcess;
    RVSeq = [0 2];    % RV for initial transmission and retransmission

    % Set up variables for the main loop
    lastOffset = 0;       % Initialize overall frame timing offset
    frameOffset = 0;      % Initialize frame timing offset
    sharedbitTput = [];   % Number of successfully received bits per subframe
    txedTrBlkSizes = [];  % Number of transmitted bits per subframe
    controlErrors = [];   % Number of SCI block errors

    for subframeNo = 0:(NFrames*10-1)
        harqID = harqProcessSequence(subframeNo+1);
        if  harqID == 0
            % If there is no HARQ process transmitting in the current
            % subframe, continue to the next
            continue
        end

        % Update current HARQ process with new transport data and reset the
        % receive buffer if it is the initial transmission. The PSSCH is
        % transmitted twice with a gap of 'sfGap' subframes irrespective of
        % the success of the first transmission
        if harqProcesses(harqID).RVIdx == 1
            harqProcesses(harqID).data = randi([0 1], TBS, 1);
            harqProcesses(harqID).decState = [];
        end
        % Set the RV
        ueConfig.RV = RVSeq(harqProcesses(harqID).RVIdx);
        % Set the subframe number
        ueConfig.NSubframePSSCH = subframeNo;

        % Display run time information
        if displaySimulationInformation
            fprintf('Subframe: %d. HARQ process index: %d. Redundancy version: %d\n',subframeNo,harqID,ueConfig.RV)
        end

        % Channel time for the current subframe
        channel.InitTime = subframeNo/1000;

        % create an empty resource grid
        slgrid = lteSLResourceGrid(ueConfig);

        % Update the transmission config with the starting RB
        startingRB = rbStart(harqProcesses(harqID).RVIdx);
        resourcePool.Config.startRB_Subchannel_r14 = startingRB;

        % Calculate the RIV from the number of allocated subchannels and
        % the starting subchannel
        ueConfig.FirstSubchannelIdx = 0;
        beta = 0;
        if strcmpi(resourcePool.Config.adjacencyPSCCH_PSSCH_r14,'On')
            beta = 2;
        end
        lsubCH = ceil((NPRB+beta)/resourcePool.Config.sizeSubchannel_r14);
        sciMessage.RIV = resourcePool.encodeRIV(lsubCH,ueConfig.FirstSubchannelIdx);

        % Set the retransmission index
        sciMessage.RetransmissionIdx = harqProcesses(harqID).RVIdx - 1;

        % Create the SCI and message bits
        sciConfig = ueConfig;
        sciConfig.PSSCHNSubchannels = resourcePool.Config.numSubchannel_r14;
        [sciMessage, sciBits] = lteSCI(sciConfig,sciMessage);
        % Perform SCI encoding
        [cw,crc] = lteSCIEncode(sciConfig, sciBits);
        % NXID is the 16 bit CRC associated with the PSCCH SCI grant and is
        % used as the PSSCH scrambling identity
        ueConfig.NXID = crc;
        % Store NXID value in 'expectedNXID' so that the receiver won't
        % have to access 'sciMessage' at all
        expectedNXID = ueConfig.NXID;

        % Display the subframes and resource blocks for transmission. Note
        % that the allocations are the same for all HARQ processes and that
        % the plot does not show the subframe offset for HARQ processes
        % other than 1
        if (displaySimulationInformation) && (harqID==1)
            % Specify the additional parameters required for the resource
            % pool display
            sciMessage.FirstSubchannelIdx = ueConfig.FirstSubchannelIdx;
            sciMessage.SLIndex = 0;
            resourcePool.displayPeriod(sciMessage,10);
            drawnow;
        end

        % Create the PSCCH codeword
        pscchSymbols = ltePSCCH(cw);
        % Get the resource allocation for the PSCCH
        [pscchsf,pscchrb] = resourcePool.getPSCCHResources(setfield(sciMessage,'FirstSubchannelIdx',ueConfig.FirstSubchannelIdx)); %#ok<SFLD>
        % Select the resource for this transmission
        sciConfig.PRBSet = pscchrb(:,harqProcesses(harqID).RVIdx);
        % Get the PSCCH symbol indices
        pscchIndices = ltePSCCHIndices(sciConfig);
        % Map the PSCCH symbols on to the grid
        slgrid(pscchIndices) = pscchSymbols;

        % Define a random cyclic shift from the set {0,3,6,9} for each
        % PSCCH transmission
        sciConfig.CyclicShift = randi([0 3])*3;
        % Create the DM-RS symbols and indices
        pscchdrssymbols = ltePSCCHDRS(sciConfig);
        pscchdrsindices = ltePSCCHDRSIndices(sciConfig);
        % Map the PSCCH DRS symbols on to the grid
        slgrid(pscchdrsindices) = pscchdrssymbols;

        % Get the resource allocations for the two transmissions
        [psschsf,psschrb] = resourcePool.getPSSCHResources(setfield(sciMessage,'FirstSubchannelIdx',ueConfig.FirstSubchannelIdx)); %#ok<SFLD>
        % Now select the resource for this transmission
        ueConfig.PRBSet = psschrb(:,harqProcesses(harqID).RVIdx);
        % Calculate the PSSCH resource indices
        [psschIndices,psschinfo] = ltePSSCHIndices(ueConfig);

        % SL-SCH and PSSCH
        cw = lteSLSCH(ueConfig,psschinfo.G,harqProcesses(harqID).data);
        psschSymbols = ltePSSCH(ueConfig,cw);
        slgrid(psschIndices) = psschSymbols;

        % PSSCH DRS and DRS indices
        psschdrssymbols = ltePSSCHDRS(ueConfig);
        psschdrsindices = ltePSSCHDRSIndices(ueConfig);
        slgrid(psschdrsindices) = psschdrssymbols;

        % The SC-FDMA modulation will not use windowing due to the
        % piece-wise nature of the waveform construction
        windowing = 0;
        % perform sidelink SC-FDMA modulation
        [txWaveform,scfdmaInfo] = lteSLSCFDMAModulate(ueConfig,slgrid,windowing);

        % Add 25 sample padding. This is to cover the range of delays
        % expected from channel modeling (a combination of
        % implementation delay and channel delay spread)
        ntxants = size(txWaveform,2);
        txWaveform = [txWaveform; zeros(25, ntxants)]; %#ok<AGROW>

        % Pass data through channel model
        rxNoiselessWaveform = lteFadingChannel(channel,txWaveform);

        % Calculate noise gain
        SNR = 10^((SNRIn(snrIdx))/20);

        % Normalize noise power to take account of sampling rate,
        % which is a function of the IFFT size used in OFDM
        % modulation, and the number of antennas
        N0 = 1/(sqrt(2.0*ntxants*double(ofdmInfo.Nfft))*SNR);

        % Create AWGN
        noise = N0*complex(randn(size(rxNoiselessWaveform)),...
            randn(size(rxNoiselessWaveform)));

        % Add AWGN to the received time domain waveform
        rxWaveform = rxNoiselessWaveform + noise;

        %------------------------------------------------------------------
        %            Receiver
        %------------------------------------------------------------------

        % Define the receiver top-level configuration
        rxConfig = [];
        rxConfig.SidelinkMode = ueConfig.SidelinkMode;
        rxConfig.CyclicPrefixSL = ueConfig.CyclicPrefixSL;
        rxConfig.FirstSubchannelIdx = ueConfig.FirstSubchannelIdx;
        rxConfig.NSLRB = resourcePool.Config.NSLRB;
        rxConfig.DuplexMode = resourcePool.Config.DuplexMode;
        rxConfig.TDDConfig = resourcePool.Config.TDDConfig;
        rxConfig.PSSCHNSubchannels = resourcePool.Config.numSubchannel_r14;
        rxConfig.PSSCHSubchannelSize = resourcePool.Config.sizeSubchannel_r14;
        rxConfig.PSSCHAdjacency = resourcePool.Config.adjacencyPSCCH_PSSCH_r14;
        rxConfig.PSSCHSubchannelPRBStart = resourcePool.Config.startRB_Subchannel_r14;
        rxConfig.NSubframePSSCH = subframeNo; % Set the subframe number

        % If SCI BLER measurement is configured:
        sciDecoded = false;
        if measureBLERForSCI

            % Blind decoding of the control channel
            % We know that the current subframe contains control and data,
            % but do not know the location. Check for the SCI message in
            % the resource pool for all cyclic shifts till it is found or
            % the whole resource pool is searched
            pscchPool = resourcePool.PSCCHResourceBlockPool;
            % Re-arrange the resources into the possible PRB pairs
            pscchPool = reshape(pscchPool,2,numel(pscchPool)/2);

            p = 1;
            while p <= size(pscchPool,2) && ~sciDecoded

                % PSCCH DRS for V2X is transmitted on two consecutive RBs
                rxConfig.PRBSet = pscchPool(:,p);
                for cs = [0 3 6 9]
                    rxConfig.CyclicShift = cs;
                    [frameOffset,corr] = lteSLFrameOffsetPSCCH(rxConfig,rxWaveform);

                    % Perform subframe synchronization
                    if (frameOffset > 25) || (frameOffset < 0)
                        frameOffset = lastOffset;
                    end
                    lastOffset = frameOffset;

                    % Perform SC-FDMA demodulation on the received data to obtain
                    % the resource grid
                    rxSubframe = lteSLSCFDMADemodulate(rxConfig,rxWaveform(1+frameOffset:end,:));

                    % Perform channel estimation
                    if(perfectChanEstimator)
                        [hest,nest] = perfectChannelEstimate(rxConfig,channel,noise,frameOffset);
                    else
                        [hest,nest] = lteSLChannelEstimatePSCCH(rxConfig,cec,rxSubframe);
                    end
                    % Get the PSCCH candidate for the current PRBSet,
                    % extract the corresponding received symbols and
                    % channel estimate and perform equalization
                    pscchCandidate = ltePSCCHIndices(rxConfig);
                    [pscchRx,pscchHest] = lteExtractResources(pscchCandidate,rxSubframe,hest);
                    pscchSymbols = lteEqualizeMMSE(pscchRx,pscchHest,nest);

                    % Demodulate the PSCCH
                    codedsciBits = ltePSCCHDecode(pscchSymbols);

                    % Get the payload size for the Release 14 V2X SCI message
                    scilengthinfo = lteSCIInfo(rxConfig);
                    % Decode the SCI and recover the message
                    [rxinfo,rxSCIErr,rxcrc] = lteSCIDecode(scilengthinfo.Format1,codedsciBits);
                    if  ~rxSCIErr && (rxcrc==expectedNXID)
                        sciMessageRx = lteSCI(rxConfig,rxinfo);
                        rxConfig.NXID = rxcrc;
                        sciDecoded = true;
                        if (displaySimulationInformation)
                            fprintf('   SCI decoded\n');
                        end
                        break;
                    end

                end
                % Increment the pool index
                p = p+1;
            end
            if ~sciDecoded
                 if (displaySimulationInformation)
                    fprintf('   SCI decoding failed\n');
                 end
            end

            % Store values needed to calculate BLER
            controlErrors = [controlErrors ~sciDecoded];  %#ok<AGROW>
        end

        % If SCI decoding failed and the SCI is assumed for SL-SCH
        % decoding, set the decoded SCI message equal to the transmitted
        % SCI message. Also set the NXID to the expected value
        if (~sciDecoded) && (sciAssumed)
            sciMessageRx = sciMessage;
            rxConfig.NXID = expectedNXID;
        end

        % If SL-SCH throughput measurement is configured and if the SCI was
        % successfully decoded or if SCI decoding success is assumed,
        % perform PSSCH reception and SL-SCH decoding
        if measureTputForSLSCH
            if (sciDecoded || sciAssumed)

                % Get the PSSCH resource allocation from the decoded SCI
                % message and pool configuration
                rxConfig.PRBSet = lteSCIResourceAllocation(rxConfig,sciMessageRx);

                % Perform subframe synchronization
                frameOffset = lteSLFrameOffsetPSSCH(rxConfig,rxWaveform);
                if (frameOffset > 25) || (frameOffset < 0)
                    frameOffset = lastOffset;
                end
                lastOffset = frameOffset;

                % Perform SC-FDMA demodulation on the received data to obtain
                % the resource grid
                rxSubframe = lteSLSCFDMADemodulate(rxConfig,rxWaveform(1+frameOffset:end,:));

                % Perform channel estimation, extract the received PSSCH
                % symbols and the corresponding channel estimate, and
                % perform equalization
                if(perfectChanEstimator)
                    [hest,nest] = perfectChannelEstimate(rxConfig,channel,noise,frameOffset);
                else
                    [hest,nest] = lteSLChannelEstimatePSSCH(rxConfig,cec,rxSubframe);
                end
                [psschRx,psschHest] = lteExtractResources(psschIndices,rxSubframe,hest);
                psschSymbols = lteEqualizeMMSE(psschRx,psschHest,nest);

                % Demodulate the PSSCH
                [~,rxConfig.Modulation] = lteMCS(sciMessageRx.ModCoding,'PUSCH');
                if (strcmpi(rxConfig.Modulation,'64QAM'))
                    rxConfig.Modulation = '16QAM';
                end
                codedSlschBits = ltePSSCHDecode(rxConfig,psschSymbols);

                % Decode the SL-SCH, including soft combining into the
                % receiver buffer and check the CRC
                rxConfig.NTurboDecIts = 5;  % Turbo decoder iterations
                rxConfig.RV = RVSeq(harqProcesses(harqID).RVIdx);
                [~,slschCRC,harqProcesses(harqID).decState] = ...
                        lteSLSCHDecode(rxConfig,TBS,codedSlschBits, ...
                        harqProcesses(harqID).decState);
                slschDecoded = ~slschCRC;

            else
                % If SCI decoding failed, SL-SCH decoding also failed
                slschDecoded = false;
            end
            % Store values needed to calculate throughput
            sharedbitTput = [sharedbitTput TBS*slschDecoded]; %#ok<AGROW>
            txedTrBlkSizes = [txedTrBlkSizes TBS]; %#ok<AGROW>
            if (displaySimulationInformation)
                if  slschDecoded
                    fprintf('   SL-SCH decoded\n');
                else
                    fprintf('   SL-SCH decoding failed\n');
                end
            end

        end

        % Update the RV sequence index for the next transmission
        harqProcesses(harqID).RVIdx = mod(harqProcesses(harqID).RVIdx,size(RVSeq,2))+1;

    end

    if measureBLERForSCI

        % Calculate the SCI BLER
        simBLERSCI(snrIdx) = 100*mean(controlErrors,2);

        % Display the results dynamically in the command window
        fprintf('\nSNR = %.2f dB. SCI BLER(%%) for %d Frame(s) = %.4f %%\n',...
        SNRIn(snrIdx),NFrames,simBLERSCI(snrIdx));
    end

    if measureTputForSLSCH

        % Calculate the maximum and simulated throughput
        maxThroughputSLSCH(snrIdx) = sum(txedTrBlkSizes); % Max possible throughput
        simThroughputSLSCH(snrIdx) = sum(sharedbitTput);  % Simulated throughput

        % Display the results dynamically in the command window
        fprintf('\nSNR = %.2f dB. SL-SCH Throughput for %d Frame(s) = %.4f Mbps\n',...
             SNRIn(snrIdx),NFrames,1e-6*simThroughputSLSCH(snrIdx)/(NFrames*10e-3));
        fprintf('SNR = %.2f dB. SL-SCH Throughput(%%) for %d Frame(s) = %.4f %%\n',...
        SNRIn(snrIdx),NFrames,simThroughputSLSCH(snrIdx)*100/maxThroughputSLSCH(snrIdx));
    end

end
Subframe: 0. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoding failed
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 4. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 8. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 12. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 16. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 20. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 24. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 28. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 32. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 36. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed

SNR = -5.00 dB. SCI BLER(%) for 4 Frame(s) = 10.0000 %

SNR = -5.00 dB. SL-SCH Throughput for 4 Frame(s) = 0.2622 Mbps
SNR = -5.00 dB. SL-SCH Throughput(%) for 4 Frame(s) = 30.0000 %
Subframe: 0. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 4. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 8. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 12. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 16. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 20. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 24. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 28. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 32. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 36. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded

SNR = 0.00 dB. SCI BLER(%) for 4 Frame(s) = 0.0000 %

SNR = 0.00 dB. SL-SCH Throughput for 4 Frame(s) = 0.8740 Mbps
SNR = 0.00 dB. SL-SCH Throughput(%) for 4 Frame(s) = 100.0000 %
Subframe: 0. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 4. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 8. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 12. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 16. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 20. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 24. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 28. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 32. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 36. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded

SNR = 5.00 dB. SCI BLER(%) for 4 Frame(s) = 0.0000 %

SNR = 5.00 dB. SL-SCH Throughput for 4 Frame(s) = 0.8740 Mbps
SNR = 5.00 dB. SL-SCH Throughput(%) for 4 Frame(s) = 100.0000 %

Результаты по пропускной способности

Результаты моделирования отображаются в окне команд MATLAB ® после завершения каждой точки SNR. Они также фиксируются в выходных массивахsimBLERSCI, simThroughputSLSCH и maxThroughputSLSCH. Для каждой моделируемой точки SNR, simBLERSCI хранит измеренный SCI BLER, simThroughputSLSCH сохраняет измеренную пропускную способность SL-SCH в количестве битов и maxThroughputSLSCH сохраняет максимально возможную пропускную способность SL-SCH в количестве битов.

if measureBLERForSCI
    % Plot PSCCH/SCI BLER
    plotResults('SCI', 'BLER',channel,SNRIn,simBLERSCI);
end

if measureTputForSLSCH
    % Plot PSSCH/SL-SCH throughput
    plotResults('SL-SCH', 'Throughput',channel,SNRIn,simThroughputSLSCH*100./maxThroughputSLSCH);
end

Для статистически достоверных результатов моделирование должно выполняться для большего числа кадров. На рисунках ниже показаны результаты пропускной способности SCI BLER и SL-SCH при моделировании 1000 кадров для расширенного диапазона значений SNR с практической оценкой канала.

Библиография

  1. 3GPP ТС 36.213 «Процедуры физического уровня»

  2. 3GPP ТС 36.101 «Радиопередача и прием пользовательского оборудования (UE)»

Локальные функции

В этом примере используются эти вспомогательные функции.

  • perfectChannelEstimate: идеальная оценка канала

  • plotResults: печать результатов примера

% Calculate the perfect channel estimate and the noise estimate
function [hest,nest] = perfectChannelEstimate(rxConfig,channel,noise,frameOffset)
    % Use the uplink perfect channel estimator to calculate
    % the sidelink estimate as both use SC-FDMA
    rxConfig.NTxAnts = 1;
    rxConfig.NULRB = rxConfig.NSLRB;
    hest = lteULPerfectChannelEstimate(rxConfig,channel,frameOffset);
    noiseGrid = lteSLSCFDMADemodulate(rxConfig,noise(1+frameOffset:end ,:));
    nest = var(noiseGrid(:));
end

% Plot the SCI BLER or SL-SCH Throughput
function plotResults(chName,simOpt,channel,xvalues,yvalues)
    fadingDescription = sprintf('%s%s',channel.DelayProfile,num2str(channel.DopplerFreq));
    figure;
    plot(xvalues, yvalues,'*-.');
    v = axis;
    axis([v(1) v(2) -10 110])
    title(sprintf('V2X Sidelink %s %s (%%) in %s fading and AWGN',chName,simOpt,fadingDescription));
    xlabel('SNR (dB)');
    ylabel([simOpt ' (%)']);
    grid on;
end