Введение

Стандарт 3GPP 5G NR задает наборы строений ссылки и формы волны для целей проверки на соответствие. Двумя конкретными типами сигналов соответствия нисходящей линии связи являются NR экспериментальных моделей (NR-TM), для целей RF проверки базовой станции (BS) и нисходящие каналы фиксированной ссылки (FRC), для входных проверок пользовательского оборудования (UE).

НР-ТМ для FR1 определены в TS 38.141-1 раздел 4.9.2, а НР-ТМ для FR2 определены в TS 38.141-2 раздел 4.9.2.

Они используются в область значений тестов РФ, включая:

Конкретные экспериментальные модели направлены на конкретные наборы измерений.

Физический общий канал нисходящей линии связи (PDSCH) FRC для FR1 определен в TS 38.101-1, приложение A.3, и для FR2 определены в TS 38.101-2, приложение A.3.

Они используются в ряде тестов UE, включая:

FRC физического восходящего общего канала (PUSCH) для FR1 и FR2 определены в TS 38.104 Приложение А.

Они используются в ряде тестов приема базовых станций, включая:

NR-TM и FRC заданы через стандартизированный набор строений полосы пропускания передачи для допустимой области значений комбинаций полосы пропускания канала и интервалов поднесущих.

Этот пример готовых узлов пример использует класс MATLAB hNRReferenceWaveformGenerator. Этот класс предоставляет доступ к таблицам строения полосы пропускания, экспериментальной модели Release 15 и спискам FRC, и обеспечивает генерацию сигналов основной полосы и визуализацию сетки ресурсов.

The hNRReferenceWaveformGenerator класс содержит два постоянных свойства таблицы MATLAB. The FR1BandwidthTable свойство содержит FR1 строения полосы пропускания передачи, определенные в TS 38.104 Таблица 5.3.2-1. Смотрите также FR1 максимальную пропускную способность передачи строений заданную в TS 38,101-1 таблице 5,3,2-1. The FR2BandwidthTable свойство содержит FR2 строения полосы пропускания передачи, определенные в TS 38.104 Таблица 5.3.2-2. Смотрите также FR2 максимальную пропускную способность передачи строений заданную в TS 38,101-2 таблице 5,3,2-1.

% Release 15 transmission bandwidth configurations
fr1bandwidthtable = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1BandwidthTable

fr1bandwidthtable=3×13 table
             5MHz    10MHz    15MHz    20MHz    25MHz    30MHz    40MHz    50MHz    60MHz    70MHz    80MHz    90MHz    100MHz
             ____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    _____    ______

    15kHz     25      52       79       106      133      160      216      270      NaN      NaN      NaN      NaN      NaN  
    30kHz     11      24       38        51       65       78      106      133      162      189      217      245      273  
    60kHz    NaN      11       18        24       31       38       51       65       79       93      107      121      135  

fr2bandwidthtable = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2BandwidthTable

fr2bandwidthtable=2×4 table
              50MHz    100MHz    200MHz    400MHz
              _____    ______    ______    ______

    60kHz      66       132       264       NaN  
    120kHz     32        66       132       264  

The hNRReferenceWaveformGenerator класс также содержит два постоянных свойства, которые перечисляют имена экспериментальных моделей для FR1 (TS 38.141-1, раздел 4.9.2) и имена экспериментальных моделей для FR2 (TS 38.141-2, раздел 4.9.2).

% Release 15 NR-TM test models for FR1 and FR2 
fr1testmodels = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1TestModels

fr1testmodels = 8×1 string
    "NR-FR1-TM1.1"
    "NR-FR1-TM1.2"
    "NR-FR1-TM2"
    "NR-FR1-TM2a"
    "NR-FR1-TM3.1"
    "NR-FR1-TM3.1a"
    "NR-FR1-TM3.2"
    "NR-FR1-TM3.3"

fr2testmodels = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2TestModels

fr2testmodels = 3×1 string
    "NR-FR2-TM1.1"
    "NR-FR2-TM2"
    "NR-FR2-TM3.1"

Для нисходящих FRC класс содержит дополнительные постоянные свойства, которые перечисляют имена для FR1 (TS 38.101-1, приложение A.3) и для FR2 (TS 38.101-2, приложение A.3).

% Release 15 downlink fixed reference channels for FR1 and FR2 
fr1downlinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1DownlinkFRC

fr1downlinkfrc = 3×1 string
    "DL-FRC-FR1-QPSK"
    "DL-FRC-FR1-64QAM"
    "DL-FRC-FR1-256QAM"

fr2downlinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2DownlinkFRC

fr2downlinkfrc = 3×1 string
    "DL-FRC-FR2-QPSK"
    "DL-FRC-FR2-16QAM"
    "DL-FRC-FR2-64QAM"

Для FRC восходящей линии связи класс содержит два постоянных свойства, которые перечисляют имена FRC восходящей линии связи для FR1 и FR2 (TS 38.104, приложение A).

% Release 15 uplink fixed reference channels for FR1 and FR2 
fr1uplinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR1UplinkFRC 

fr1uplinkfrc = 89×1 string
    "G-FR1-A1-1"
    "G-FR1-A1-2"
    "G-FR1-A1-3"
    "G-FR1-A1-4"
    "G-FR1-A1-5"
    "G-FR1-A1-6"
    "G-FR1-A1-7"
    "G-FR1-A1-8"
    "G-FR1-A1-9"
    "G-FR1-A2-1"
    "G-FR1-A2-2"
    "G-FR1-A2-3"
    "G-FR1-A2-4"
    "G-FR1-A2-5"
    "G-FR1-A2-6"
    "G-FR1-A3-1"
    "G-FR1-A3-2"
    "G-FR1-A3-3"
    "G-FR1-A3-4"
    "G-FR1-A3-5"
    "G-FR1-A3-6"
    "G-FR1-A3-7"
    "G-FR1-A3-8"
    "G-FR1-A3-9"
    "G-FR1-A3-10"
    "G-FR1-A3-11"
    "G-FR1-A3-12"
    "G-FR1-A3-13"
    "G-FR1-A3-14"
    "G-FR1-A3-15"
      ⋮

fr2uplinkfrc = hNRReferenceWaveformGenerator.FR2UplinkFRC

fr2uplinkfrc = 37×1 string
    "G-FR2-A1-1"
    "G-FR2-A1-2"
    "G-FR2-A1-3"
    "G-FR2-A1-4"
    "G-FR2-A1-5"
    "G-FR2-A3-1"
    "G-FR2-A3-2"
    "G-FR2-A3-3"
    "G-FR2-A3-4"
    "G-FR2-A3-5"
    "G-FR2-A3-6"
    "G-FR2-A3-7"
    "G-FR2-A3-8"
    "G-FR2-A3-9"
    "G-FR2-A3-10"
    "G-FR2-A3-11"
    "G-FR2-A3-12"
    "G-FR2-A4-1"
    "G-FR2-A4-2"
    "G-FR2-A4-3"
    "G-FR2-A4-4"
    "G-FR2-A4-5"
    "G-FR2-A4-6"
    "G-FR2-A4-7"
    "G-FR2-A4-8"
    "G-FR2-A4-9"
    "G-FR2-A4-10"
    "G-FR2-A5-1"
    "G-FR2-A5-2"
    "G-FR2-A5-3"
      ⋮

Для получения дополнительной информации обратитесь к справке hNRReferenceWaveformGenerator путем ввода 'doc hNRReferenceWaveformGenerator'.

Генерация сигналов FRC NR-TM и PDSCH

Каждая ссылка сигнала PDSCH определяется комбинацией:

Различные NR-TM определены для FR1 и FR2. В зависимости от целей экспериментальной модели NR-TM имеют различные характеристики PDSCH. Для примера: полная полоса, одна схема модуляции или полная полоса, несколько схем модуляции с изменяющимися степенями ускорением/демонтажем или одним, варьирующимся выделением PRB. Общими функциями для всех NR-TM являются отсутствие пакета SS, отображение типа A PDSCH с одной (FR2) или двумя (FR1) положениями DM-RS на паз и один PDCCH на двух символах с NCCE = 1. Не используется транспортное или DCI-кодирование, и вход в PDSCH и PDCCH все 0 или PN23. Формы волны FDD NR-TM имеют длину 10 мс, а случаи TDD - 20 мс. PT-RS заданы для FR2 NR-TM.

Для сравнения, формы FRC нисходящей линии связи содержат кодированный транспортом PDSCH с использованием RV = 0. PDSCH ссылки не заданы в пазы, которые перекрывают пакет SS (паз 0 или пазы 0 и 1). Они используют передний загруженный PDSCH тип отображения A с 2 дополнительными положениями DM-RS. Между PDSCH и DM-RS нет FDM. Полнодиапазонный PDSCH начинается с символа 2, а первые 2 символа в пазе содержат полный занятый CORESET. Формы волны FRC, сгенерированные в этом примере, не содержат дополнительного OCNG. Уровни степени для всех ресурсных элементов одинаковы. Источником данных транспортного блока является PN9 ITU.

Комбинация пропускной способности канала и интервалов между поднесущими должна быть допустимой парой из связанной таблицы строения полосы FR. Стандарт задает только FR2 NR-TM и FRC для TDD, но с помощью этого примера можно также создать формы FDD.

Этот код MATLAB создает hNRReferenceWaveformGenerator объект для выбранного строения NR-TM или FRC. Можно использовать этот объект, чтобы сгенерировать связанную форму волны основной полосы частот и отобразить базовые ресурсные сетки PRB и уровня поднесущей.

% Select the NR-TM or PDSCH FRC waveform parameters
dlnrref = "NR-FR1-TM3.2";  % Model name and properties
bw = "10MHz";  % Channel bandwidth
scs = "15kHz";  % Subcarrier spacing
dm = "FDD";  % Duplexing mode
ncellid = 1;  % NCellID
sv = "15.7.0";  % TS 38.141-x version (NR-TM only)

% Run this entire section to generate the required waveform
   

% Create generator object for the above NR-TM/PDSCH FRC reference model
dlrefwavegen = hNRReferenceWaveformGenerator (dlnrref, bw, scs, dm, ncellid, sv)

dlrefwavegen = 
  hNRReferenceWaveformGenerator with properties:

    FR1BandwidthTable: [3×13 table]
    FR2BandwidthTable: [2×4 table]
        FR1TestModels: [8×1 string]
        FR2TestModels: [3×1 string]
       FR1DownlinkFRC: [3×1 string]
       FR2DownlinkFRC: [3×1 string]
         FR1UplinkFRC: [89×1 string]
         FR2UplinkFRC: [37×1 string]
               Config: [1×1 nrDLCarrierConfig]
           IsReadOnly: 1
      ConfiguredModel: {["NR-FR1-TM3.2"]  ["10MHz"]  ["15kHz"]  ["FDD"]  [1]  ["15.7.0"]}
           TargetRNTI: 1

% Generate waveform
[dlrefwaveform,dlrefwaveinfo,dlresourceinfo] = generateWaveform(dlrefwavegen);

% View transmission information about the set of PDSCH within the waveform
dlresourceinfo.WaveformResources.PDSCH

ans=1×3 struct array with fields:
    Name
    CDMLengths
    Resources

% View detailed information about one of the PDSCH sequences
dlresourceinfo.WaveformResources.PDSCH(1).Resources

ans=1×10 struct array with fields:
    NSlot
    TransportBlockSize
    TransportBlock
    RV
    Codeword
    G
    Gd
    ChannelIndices
    ChannelSymbols
    DMRSIndices
    DMRSSymbols
    DMRSSymbolSet
    PTRSIndices
    PTRSSymbols
    PTRSSymbolSet

% Waveform sample rate (Hz)
samplerate = dlrefwaveinfo.Info.SampleRate  

samplerate = 15360000

plot(abs(dlrefwaveform)); title(sprintf('Magnitude of %s Baseband Waveform',dlnrref)); xlabel('Sample Index'); ylabel('Magnitude');

% Visualize the associated PRB and subcarrier resource grids
displayResourceGrid(dlrefwavegen);

fullparameterset = dlrefwavegen.Config   % Full low-level parameter set

fullparameterset = 
  nrDLCarrierConfig with properties:

               Label: 'NR-FR1-TM3.2'
      FrequencyRange: 'FR1'
    ChannelBandwidth: 10
             NCellID: 1
        NumSubframes: 10
    WindowingPercent: 0
          SampleRate: []
    CarrierFrequency: 0
         SCSCarriers: {[1×1 nrSCSCarrierConfig]}
      BandwidthParts: {[1×1 nrWavegenBWPConfig]}
             SSBurst: [1×1 nrWavegenSSBurstConfig]
             CORESET: {[1×1 nrCORESETConfig]}
        SearchSpaces: {[1×1 nrSearchSpaceConfig]}
               PDCCH: {[1×1 nrWavegenPDCCHConfig]}
               PDSCH: {[1×1 nrWavegenPDSCHConfig]  [1×1 nrWavegenPDSCHConfig]  [1×1 nrWavegenPDSCHConfig]}
               CSIRS: {[1×1 nrWavegenCSIRSConfig]}

% Make the Config parameters writable and boost the power on all PDSCH DM-RS
dlrefwavegen = makeConfigWritable(dlrefwavegen)

dlrefwavegen = 
  hNRReferenceWaveformGenerator with properties:

    FR1BandwidthTable: [3×13 table]
    FR2BandwidthTable: [2×4 table]
        FR1TestModels: [8×1 string]
        FR2TestModels: [3×1 string]
       FR1DownlinkFRC: [3×1 string]
       FR2DownlinkFRC: [3×1 string]
         FR1UplinkFRC: [89×1 string]
         FR2UplinkFRC: [37×1 string]
               Config: [1×1 nrDLCarrierConfig]
           IsReadOnly: 0
      ConfiguredModel: {["NR-FR1-TM3.2"]  ["10MHz"]  ["15kHz"]  ["FDD"]  [1]  ["15.7.0"]}
           TargetRNTI: 1

% Set DM-RS power parameter on all the PDSCH
pdscharray = [dlrefwavegen.Config.PDSCH{:}];       % Extract all PDSCH configs into an array
[pdscharray.DMRSPower] = deal(3);                  % Boost the DM-RS power on all the PDSCH
dlrefwavegen.Config.PDSCH = num2cell(pdscharray);  % Reassign the updated PDSCH configs

PUSCH FRC Генерация сигналов

Каждое определение опорного канала PUSCH FRC в TS 38.104 в приложении А четко определяет ряд ключевых параметров, включая:

Кроме того, связанные тесты приемника вводят некоторые дополнительные параметры, которые не указаны в таблицах TS 38.104 приложения А, например, общие параметры испытаний, определенные в:

Наборы параметров, которые захвачены в генераторе опорной формы волны MATLAB, используют вышеуказанные источники спецификаций. Поскольку данный FRC может использоваться в различных тестах с различными требованиями к параметрам, следующие общие правила применяются к строениям генератора по умолчанию. Все параметры могут быть изменены после конструкции. Предварительное кодирование преобразования включено для соответствующего FRC. FR2 волны являются TDD и 20 мс в длину, и FR1 волны являются FDD и 10 мс. PUSCH FRC определяются отображением типа A, отображением типа B или, в некоторых случаях, типом отображения. В последнем случае сконфигурировано отображение типа A. FR2 волны без предварительного кодирования преобразования сконфигурированы с PT-RS, в противном случае PT-RS отключены. Тождества скремблирования устанавливаются на 0. Уровни степени для всех ресурсных элементов одинаковы. Источником данных транспортного блока является ITU, PN9 с RV = 0, т.е. нет повторных передач.

Этот код MATLAB создает hNRReferenceWaveformGenerator объект для выбранного строения PUSCH FRC. Из-за большого количества FRC в раскрывающемся списке FRC live скрипта перечислены только те из раздела TS 38.104 A.1 (чувствительность к ссылкам, ACS, внутриполосная блокировка и т.д.) и A.2 (динамическая область значений). FRC тестирования эффективности, определенный в A.3, A.4, A.5, может быть выбран путем определения строки имени FRC непосредственно в коде ниже. После создания объекта генератора все параметры конфигурации могут быть изменены, сделав их доступными для записи с помощью makeConfigWritable функция.

% Select the PUSCH FRC waveform 
ulnrref = "G-FR1-A1-1";  % This live script down-drop list is preconfigured for TS 38.104 Annex A.1 and A.2 subsets

% Possible overrides to Annex A definitions (empty values provide the Annex A defaults)
bw = [];  % Bandwidth override (5,10,15,20,25,30,40,50,60,70,80,90,100,200,400 MHz)
scs = [];  % Subcarrier spacing override (15,30,60,120 kHz)
dm = [];  % Duplexing mode override ("FDD","TDD")
ncellid = [];  % Cell identity override (used to control scrambling identities)

% Run this entire section to generate the required waveform
   

% Create generator object for the above PUSCH FRC reference model
ulrefwavegen = hNRReferenceWaveformGenerator (ulnrref, bw, scs, dm, ncellid)

ulrefwavegen = 
  hNRReferenceWaveformGenerator with properties:

    FR1BandwidthTable: [3×13 table]
    FR2BandwidthTable: [2×4 table]
        FR1TestModels: [8×1 string]
        FR2TestModels: [3×1 string]
       FR1DownlinkFRC: [3×1 string]
       FR2DownlinkFRC: [3×1 string]
         FR1UplinkFRC: [89×1 string]
         FR2UplinkFRC: [37×1 string]
               Config: [1×1 struct]
           IsReadOnly: 1
      ConfiguredModel: {["G-FR1-A1-1"]  []  []  ["FDD"]  [0]}
           TargetRNTI: 0

% Generate waveform
[ulrefwaveform,ulrefwaveinfo,ulresourceinfo] = generateWaveform(ulrefwavegen);

% View transmission information about the set of PUSCH within the waveform
ulresourceinfo.WaveformResources.PUSCH

ans = struct with fields:
          Name: 'PUSCH sequence for G-FR1-A1-1'
    CDMLengths: [1 1]
     Resources: [1×10 struct]

% View detailed information about one of the PUSCH sequences
ulresourceinfo.WaveformResources.PUSCH(1).Resources

ans=1×10 struct array with fields:
    NSlot
    TransportBlockSize
    TransportBlock
    RV
    Codeword
    G
    Gd
    ChannelIndices
    ChannelSymbols
    DMRSIndices
    DMRSSymbols
    DMRSSymbolSet
    PTRSIndices
    PTRSSymbols
    PTRSSymbolSet

% Waveform sample rate (Hz)
samplerate = ulrefwaveinfo.Info.SampleRate  

samplerate = 7680000

plot(abs(ulrefwaveform)); title(sprintf('Magnitude of %s Baseband Waveform',ulnrref)); xlabel('Sample Index'); ylabel('Magnitude');

% Visualize the associated PRB and subcarrier resource grids
displayResourceGrid(ulrefwavegen);

fullparameterset = ulrefwavegen.Config   % Full low-level parameter set

fullparameterset = struct with fields:
                Name: 'G-FR1-A1-1'
             NCellID: 0
    ChannelBandwidth: 5
      FrequencyRange: "FR1"
        NumSubframes: 10
           Windowing: 0
        DisplayGrids: 0
            Carriers: [1×1 struct]
                 BWP: [1×1 struct]
               PUCCH: [1×1 struct]
               PUSCH: [1×1 struct]