exponenta event banner

Генерация сигнала UMTS восходящей линии связи

В этом примере показано, как создать HSUPA FRC с использованием Toolbox™ LTE.

Введение

Панель инструментов LTE может быть использована для генерации стандартных совместимых сигналов W-CDMA/HSPA/HSPA + восходящей линии связи и нисходящей линии связи, включая предварительно определенные конфигурации для стандартных определенных каналов измерения. Для восходящей линии связи это включает в себя опорные каналы измерения (RMC) и фиксированный опорный канал (FRC), определенные в TS25.141 [1].

В этом примере показано, как функционируют два связанных с восходящим каналом. umtsUplinkReferenceChannels и umtsUplinkWaveformGenerator, объедините для поддержки этой функции. Мы показываем, как они могут генерировать форму сигнала FRC для тестирования HSUPA с использованием одной из предварительно определенных конфигураций. Мы также представляем явный код MATLAB ®, который перечисляет все параметры генератора восходящей линии связи, установленные для этого конкретного канала измерения. FRCs определены в TS25.141, Приложении A.10 [1]. Этот код также обеспечивает полезный шаблон для полной настройки формы сигнала.

umtsUplinkWaveformGenerator функция может генерировать пользовательские сигналы W-CDMA/HSPA/HSPA + с использованием каналов физического уровня, перечисленных ниже. Можно также сконфигурировать произвольные кодированные составные транспортные каналы (CCTrCH). Выходные сигналы могут закольцовываться для непрерывного воспроизведения при моделировании или с помощью испытательного оборудования.

Поддерживаемые физические каналы:

  • Выделенный физический канал передачи данных (DPDCH)

  • Выделенный физический канал управления (DPCCH)

  • Выделенный физический канал передачи данных E-DCH (E-DPDCH)

  • Выделенный физический канал управления E-DCH (E-DPCCH)

  • Выделенный канал управления, связанный с передачей HS-DSCH (HS-DPCCH)

Поддерживаемые транспортные каналы:

  • Выделенный канал (DCH)

  • Расширенный выделенный канал (E-DCH)

Обработка физического канала определяется в TS25.211 и TS25.213 [2] [4]. Обработка транспортных каналов определена в TS25.212 [3].

Генерируемые формы сигналов могут быть использованы для ряда применений:

  • Золотой эталон для реализации передатчика

  • Тестирование приемника и разработка алгоритма

  • Тестирование аппаратных средств и программного обеспечения RF

Для получения более подробной информации о взаимодействии форм сигналов с внешними аппаратными средствами см. раздел Генерация и передача сигналов с помощью LTE Toolbox with Test and Measurement Equipment.

Функции генерации и параметризации сигналов W-CDMA/HSPA/HSPA +

Функция генератора формы сигнала umtsUplinkWaveformGenerator требуется единая иерархическая структура MATLAB, которая задает набор всех параметров для физических и транспортных каналов, присутствующих в выходной форме сигнала.

Панель инструментов включает функцию umtsUplinkReferenceChannels который может возвращать полностью заполненную структуру параметров для всех предварительно сконфигурированных опорных каналов измерения (RMC) и фиксированных опорных каналов (FRC).

Комбинируя эти две функции, можно легко генерировать стандартные определенные формы сигналов измерения. Предварительно сконфигурированные параметры, возвращенные из umtsUplinkReferenceChannels может также использоваться в качестве отправной точки для настройки параметров, например, изменения выходной фильтрации, уровней мощности канала или даже эталонной конфигурации CCTrCH, перед вызовом функции генератора. Если требуется управление параметрами полной формы сигнала, то этот пример включает в себя код MATLAB, который ниже перечисляет все возможные параметры восходящей линии связи. На следующей схеме показаны шаги.

Создание FRC1 с использованием предварительно сконфигурированной структуры параметров

umtsUplinkReferenceChannels функция требует указания номера FRC, как показано ниже. Допустимыми значениями FRC являются «FRC1», «FRC2», «FRC3», «FRC4», «FRC5», «FRC6», «FRC7» и «FRC8». Структура вывода preconfigParams является предварительно созданной конфигурацией для FRC1, которая затем может быть использована для генерации стандартной определенной формы сигнала FRC путем вызова umtsUplinkWaveformGenerator функция.

frc = 'FRC1';     % FRC number
preconfigParams = umtsUplinkReferenceChannels(frc);        % Get FRC parameters
frcWaveform = umtsUplinkWaveformGenerator(preconfigParams);% Generate FRC waveform

Определение FRC с использованием полного списка параметров

В этом разделе мы создадим структуру конфигурации FRC1 с нуля и покажем, что она идентична структуре, определенной с помощью umtsUplinkReferenceChannels как показано выше. uplinkParams структура, определенная ниже, имеет полный список параметров, поддерживаемых umtsUplinkWaveformGenerator функция и, таким образом, может также использоваться в качестве шаблона для создания пользовательских форм сигнала, когда большой набор значений параметров необходимо изменить из структуры, выводимой umtsUplinkReferenceChannels.

% FRC definition from scratch
% General settings
uplinkParams.TotFrames = 1;                     % Number of frames to be generated
uplinkParams.ScramblingCode = 1;                % Scrambling code
uplinkParams.FilterType = 'RRC';                % Enable the RRC filter
uplinkParams.OversamplingRatio = 4;             % Oversampling set to 4
uplinkParams.NormalizedPower = 'Off';           % No power normalization

% Define Uplink Dedicated Physical Data Channel (DPDCH)
uplinkParams.DPDCH.Enable = 'On';               % Enable DPDCH
uplinkParams.DPDCH.SlotFormat = 2;              % DPDCH slot format
uplinkParams.DPDCH.CodeCombination = 64;        % DPDCH spreading factor
uplinkParams.DPDCH.Power = 0;                   % Power in dB
uplinkParams.DPDCH.DataSource = 'CCTrCH';       % DPDCH data source is CCTrCH
% DPDCH carries the Coded Composite Transport Channel (CCTrCH) containing
% one or more transport channels. Since DPDCH source is specified as
% CCTrCH, define the CCTrCH containing DTCH and DCCH transport channels
% Build DTCH definition
TrCH(1).Name = 'DTCH';                          % Name of the transport channel
TrCH(1).CRC = '16';                             % CRC type
TrCH(1).CodingType = 'conv3';                   % The coding type and rate
TrCH(1).RMA = 256;                              % Rate matching attribute
TrCH(1).TTI = 20;                               % TTI in ms
TrCH(1).DataSource = 'PN9-ITU';                 % Tr channel data source
TrCH(1).ActiveDynamicPart = 1;                  % Index to active dynamic part
TrCH(1).DynamicPart(1) = struct('BlockSize',244,'BlockSetSize',244); % 1x244 blocks
% Build DCCH definition
TrCH(2).Name = 'DCCH';                          % Name of the transport channel
TrCH(2).CRC = '12';                             % CRC type
TrCH(2).CodingType = 'conv3';                   % The coding type and rate
TrCH(2).RMA = 256;                              % Rate matching attribute
TrCH(2).TTI = 40;                               % TTI in ms
TrCH(2).DataSource = 'PN9-ITU';                 % Tr channel data source
TrCH(2).ActiveDynamicPart = 1;                  % Index to active dynamic part
TrCH(2).DynamicPart(1) = struct('BlockSize',100,'BlockSetSize',100);   % 1x100 blocks
% Finalize CCTrCH structure array using the TrCH structures defined above
uplinkParams.DPDCH.CCTrCH.Name = 'DCH';         % Name of the CCTrCH
uplinkParams.DPDCH.CCTrCH.TrCH = TrCH;          % Assign DTCH/DCCH to CCTrCH

% Define DPCCH
uplinkParams.DPCCH.Enable = 'On';               % Enable DPCCH
uplinkParams.DPCCH.SlotFormat = 0;              % Slot format number
uplinkParams.DPCCH.Power = -5.46;               % Power in dB
uplinkParams.DPCCH.TPCData = 1;                 % TPC value
uplinkParams.DPCCH.TFCI = 0;                    % TFCI value
uplinkParams.DPCCH.FBIData = 0;                 % FBI value

% Define HSUPA channels
uplinkParams.HSUPA.Enable = 'On';               % Enable HSUPA channels
uplinkParams.HSUPA.CodeCombination = [4 4];     % E-DPDCH spreading factors
uplinkParams.HSUPA.EDPDCHPower = -5.46+12.04;   % Power in dB
uplinkParams.HSUPA.EDPCCHPower = -5.46+6.02;    % Power in dB
uplinkParams.HSUPA.RSNSequence = 0;             % RSN value
uplinkParams.HSUPA.ETFCI = 0;                   % E-TFCI value
uplinkParams.HSUPA.HappyBit = 0;                % Happy Bit value
uplinkParams.HSUPA.DataSource = 'EDCH';         % Data source is E-DCH
uplinkParams.HSUPA.EDCH.BlockSize = 2706;       % E-DCH transport block size
uplinkParams.HSUPA.EDCH.TTI = 2;                % E-DCH TTI in ms
uplinkParams.HSUPA.EDCH.Modulation = 'BPSK';    % Modulation scheme
uplinkParams.HSUPA.EDCH.DataSource = 'PN9-ITU'; % E-DCH Data source

% Define HS-DPCCH, but disable for FRC1 generation
uplinkParams.HSDPCCH.Enable = 'Off';            % Disable HS-DPCCH
uplinkParams.HSDPCCH.Power = 0;                 % Power in dB
uplinkParams.HSDPCCH.CQI = 0;                   % CQI value
uplinkParams.HSDPCCH.HARQACK = 1;               % HARQ ACK bit value
uplinkParams.HSDPCCH.UEMIMO = 0;                % UE not in MIMO mode

% The structure defined above can be used to generate the waveform:
frcWaveform2 = umtsUplinkWaveformGenerator(uplinkParams);

% For completeness we can see that the FRC definition structures obtained
% by the above two parameterization approaches are identical
if(isequal(uplinkParams,preconfigParams))
    disp(['FRC1 definitions generated with and without using ' ...
    'umtsUplinkReferenceChannels function are the same.']);
end
FRC1 definitions generated with and without using umtsUplinkReferenceChannels function are the same.

Сравнение формы сигнала

Сравните сигналы, сгенерированные с использованием обоих подходов, описанных выше, и убедитесь, что сгенерированные сигналы идентичны.

if(isequal(frcWaveform,frcWaveform2))
    disp(['FRC1 waveforms generated with and without using' ...
    ' umtsUplinkReferenceChannels function are the same.']);
end
FRC1 waveforms generated with and without using umtsUplinkReferenceChannels function are the same.

Спектр графика

Постройте график спектра сигнала временной области frcWaveform.

chiprate = 3.84e6;   % Chip rate of the baseband waveform
spectrumPlot = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate', chiprate*uplinkParams.OversamplingRatio,...
                                    'AveragingMethod','Exponential','ForgettingFactor',0.99,...
                                    'YLimits',[-100,40]);
spectrumPlot.Title = sprintf('Spectrum of Fixed Reference Channel %s waveform', frc);
spectrumPlot(frcWaveform);

Избранная библиография

  1. 3GPP TS 25.141 «Тестирование соответствия базовой станции (BS) (FDD)»

  2. 3GPP ТС 25.211 «Физические каналы и отображение транспортных каналов на физические каналы (FDD)»

  3. 3GPP TS 25.212 «Мультиплексирование и канальное кодирование (FDD)»

  4. 3GPP TS 25.213 «Расширение спектра и модуляция (FDD)»