В этом примере показано, как фиксировать и декодировать сигнал LTE, полученный либо из файла, либо из радио, с помощью LTE Toolbox™ и различных пакетов поддержки оборудования (HSP). Прежде чем пользовательское оборудование (UE) сможет взаимодействовать с сетью, оно должно выполнить процедуры поиска и выбора соты и получить начальную системную информацию. Это включает в себя получение синхронизации слота и кадра, поиск идентификатора соты и декодирование главного информационного блока (MIB) и блоков системной информации (SIB). В этом примере запускается графический интерфейс пользователя (GUI), который позволяет:
Предоставить все входы для сканирования сигналов LTE
Захват сигналов LTE в реальном времени с помощью различных радиоприемников
Анализ декодированной MIB и SIB1 информации
Визуализация измерений опорного сигнала
Для выполнения этого примера с использованием захваченных сигналов из файла необходим следующий файл:
Файл основной полосы (* .bb): Использует comm.BasebandFileReader объект для считывания ранее захваченных сигналов LTE.
Для приема сигналов в режиме реального времени также требуется одно из следующих устройств программного обеспечения (SDR) и соответствующий пакет поддержки SDR Add-On:
Полный список платформ SDR, поддерживаемых Communications Toolbox, см. в разделе Поддерживаемые аппаратные средства на странице обнаружения Software Defined Radio (SDR).
Этот код запускает графический интерфейс пользователя, который можно использовать для захвата и декодирования сигнала LTE.
hScanLTEWaveformGUI; % Opens GUI
Для выполнения операции сканирования LTE через GUI необходимо предоставить следующие параметры поиска:
Источник сигнала: Источником сигнала может быть любой из этих опций. По умолчанию для параметра «Signal source» установлено значение «File».
Файл: Эфирные сигналы записываются в файл основной полосы частот (* .bb).
RTL-SDR: RTL-SDR радио.
ADALM-PLUTO: ADALM-PLUTO радио.
USRP-B200/B210: радио серии USRP ® B (B200 или B210).
USRP-N200/N210: радио серии USRP ® N (N200 или N210).
USRP-X300/X310: радио серии USRP ® X (X300 или X310).
ZedBoard-FMC2/3/4: Zynq ® Совет по оценке и развитию (ZedBoard) с FMC 2/3/4.
ZC706-FMC2/3/4: Оценочный комплект Zynq ® -7000 SoC ZC706 с FMC 2/3/4.
Все эти радиоблоки используются для захвата сигналов LTE в режиме реального времени для конкретных настроек радиоблока.
Имя файла сигнала: Если источником сигнала является файл, то необходимо предоставить файл основной полосы частот (* .bb), содержащий сигнал LTE.
Центральная частота: центральная частота сохраненного сигнала LTE в Гц.
Диапазон частот LTE: для источника сигнала, отличного от файла, можно выполнить поиск диапазона частот, установив диапазон частот LTE в любой из доступных 44 диапазонов частот LTE. Из этих 44 полос RTL-SDR поддерживает только 14 полос из-за ограничения центральной частоты.
Пользовательская частота (МГц): Вы можете искать сигнал LTE в пользовательской полосе частот, которая может быть одной частотой или диапазоном частот, имеющих минимальные и максимальные значения. Для этого поля поддерживаются следующие форматы: [Fmin, Fmax] и [Fmin1, Fmax1; Fmin2, Fmax2] где (Fmin, Fmin1 & Fmin2) и (Fmax, Fmax1 & Fmax2) представляет минимальную и максимальную частоты в заданном диапазоне соответственно.
Смещение частоты (ppm): для радиоблоков RTL-SDR и USRP в качестве источника сигнала можно обеспечить смещение несущей частоты в частях на миллион (ppm) в диапазоне [-1e4, 1e4].
Тип информационного блока: можно выбрать MIB или MIB & SIB1. Для RTL-SDR поддерживается только декодирование MIB из-за ограничения полосы пропускания.
После установки параметров поиска необходимо нажать кнопку Начать поиск, чтобы начать поиск. Вы можете прекратить поиск в любое время с помощью кнопки Stop.
Процедура декодирования этого примера может быть описана следующим образом:
Захват подходящего количества кадров сигнала LTE с использованием аппаратных средств SDR или из файла основной полосы частот.
Определите и исправьте сдвиг частоты принимаемого сигнала.
Выполните слепой поиск ячеек для определения их идентичности.
Синхронизировать захваченный сигнал с началом кадра LTE.
OFDM демодулирует принятый сигнал, чтобы получить сетку ресурсов LTE.
Выполните оценку канала для принятого сигнала.
Декодируйте MIB для каждого захваченного кадра для определения настроек для всей ячейки.
Декодировать CFI и PDCCH для каждого подкадра в захваченном сигнале.
Постройте график измерений опорного сигнала (RSRQ, RSRP, RSSI) на графическом интерфейсе пользователя. С помощью графика измерения опорного сигнала можно выбрать один из опорных сигналов и построить его график по частоте.
На основе типа информационного блока декодируйте MIB и SIB1 информацию и обновите эти поля в GUI.
Поля информации MIB:
DuplexMode - тип структуры кадра
CyclicPrefix - Циклическая длина префикса
NDLRB - количество блоков ресурсов нисходящей линии связи
CellRefP - антенные порты опорного сигнала для конкретных ячеек
PHICHDuration - продолжительность PHICH
Ng - множитель группы HICH
NFrame - номер кадра
К SIB1 информационным полям относятся:
RNTI - значение временного идентификатора радиосети
PRASEet - Индексы блоков физических ресурсов на основе нуля (PRB)
NLayers - Количество уровней передачи
Модуляция - тип модуляции
RV - версия с резервированием
TxScheme - схема передачи
CRC - проверка циклическим избыточным кодом
Повторите все шаги процедуры декодирования для каждой частоты в заданном диапазоне частот.
Чтобы получить декодированную информацию, специфичную для каждой обнаруженной ячейки, можно использовать следующие выпадающие меню:
Частота обнаруженных ячеек (МГц): перечисляет частоты, на которых обнаруживаются ячейки.
Идентификатор обнаруженной ячейки: список идентификаторов ячеек на частоте LTE, выбранной из параметра Частота обнаруженных ячеек (МГц).
Обнаруженные ячейки подсвечиваются с помощью маркеров на графике измерения опорного сигнала. Каждый идентификатор ячейки и частоту можно просмотреть, щелкнув соответствующий маркер.
Информацию об обнаруженной ячейке можно просмотреть в графическом интерфейсе пользователя, как показано на следующих рисунках.
Для выполнения по умолчанию с использованием файла в качестве источника сигнала:
Поиск по диапазону частот с использованием SDR в качестве источника сигнала:
В этом примере используется следующая функция: