Эта модель показывает частичное использование подканалов (PUSC) связи физического слоя от базовой станции (BS) к двум мобильным станциям (MS), согласно стандарту IEEE ® 802.16-2009 [1].
Этот пример моделирует нисходящий PUSC WirelessMAN-OFDMA PHY. Он поддерживает все обязательные опции кодирования и модуляции. Цель этого примера состоит в том, чтобы продемонстрировать возможность переменного размера Simulink ®, блока MATLAB ® Function, системных Toolbox™ DSP и Communications Toolbox™. Чтобы упростить реализацию, применяется ограничение двух MS (также называемых в модели пользователями) и размера БПФ 1024.
Из 1024 несущих частоты (также называемых поднесущими) 720 поднесущих могут использоваться для переноса пользовательских данных (остальные зарезервированы для пилот-сигналов и защитных устройств). Для правильного распределения носителей данных между различными МС стандарт организует 720 поднесущих в 30 подканалах (каждый подканал содержит 24 поднесущих). Подканал является самым маленьким модулем, которая может быть назначена MS.
Стандарт позволяет динамически выделять частотные ресурсы (в подканалах) MS. Это означает, что во время работы модели BS может динамически изменять распределение подканала на MS1 и MS2. Например, в одном пакете подканалы 0 ~ 5 выделяются MS1, а подканалы 6 ~ 25 выделяются MS2. В другом пакете распределение может стать 2 ~ 10 и 15 ~ 25 соответственно. Когда одному MS выделяется больше подканалов, больше данных может быть передано этой MS в один пакет. Это динамическое изменение вводит сигнализацию переменного размера.
Показаны функции переменного размера следующих инструментов:
Блоки Simulink
Блок MATLAB function
Блоки DSP System Toolbox
Блоки Communications Toolbox и системные объекты
Эта подсистема, организованная в пять частей, генерирует данные и упаковывает их в символы OFDMA:
Сгенерируйте заголовки и пользовательские данные
Кодирование канала
Распределение подканалов
Сочетание и перенумерация
Добавить пилотов и охранников
Обработка переменного размера происходит в этой подсистеме. Сигналы, выводимые из Data for MS, имеют переменный размер, потому что двум MS могут быть динамически назначены подканалы для передачи данных. Блок MS1 (2) Channel Coding включает в себя рандомизацию, перемежение и все семь обязательных кодирования и модуляции, заданных в стандарте:
Кодирование канала применяется блок за блоком. Размер блока зависит от количества выделенных подканалов. Пример иллюстрирует, как данные объединяются в блоки и как сигналы переменного размера обрабатываются с помощью блоков и системных объектов. Для получения дополнительной информации перейдите к этому блоку: OFDMA Symbol Packing -- > MS1 Channel Coding -- > QPSK-1/2.
Передатчик OFDMA включает в себя:
Преобразует сигнал из частотного диапазона во временной интервал (блок усиления используется для масштабирования переданного сигнала в единичную степень)
Добавляет циклический префикс
Устанавливает шаг расчета для модели
В этой модели данные управляются портом передатчика. Чтобы избежать путаницы во шаге расчета, мы стараемся задать шаг расчета системы в одном месте, которое находится в выходном порту блока OFDMA Transmitter. Сигнал перед этой точкой рассматривается как данные и данные берутся из источника, чтобы соответствовать указанному шагу расчета.
Приемник OFDMA включает в себя:
Удаляет циклический префикс
Преобразует сигнал от временного интервала к частотному диапазону
Реализует эквализацию частотного диапазона
Согласно стандарту, символ разделяется на 60 основных кластеров. В каждом кластере выделены две несущие пилот-сигнала и 12 несущих данных. Приемник может оценивать ответ канала на основе известной информации пилот-сигнала. Поскольку характеристика канала может быть различной на разных частотах, фактическая характеристика для поднесущей данных интерполируется на основе измерений пилот-поднесущих.
Эта подсистема распаковывает символы OFDMA, которые она получает:
Удаление защиты постоянного тока и левого/правого предохранителя из символа преамбулы
Отделение FCH и DL-MAP от пользовательских ДАННЫХ
Использование FCH для обнаружения сообщения DL-MAP
Использование DL-MAP для разделения пользовательских данных для MS1 и MS2
Выполнение декодирования канала
1. Фиксированные настройки Вы не можете изменить следующие настройки модели по умолчанию:
1024 Размер БПФ
Два пользователя
2. Строение Канала Условий Канала может быть установлена в двух блоках Канала.
Можно моделировать следующие каналы:
Только AWGN
Плоский канал с замираниями с AWGN
Частотно-избирательный многолучевой канал с замираниями с AWGN
Оба режима ОСШ и замирания настраиваются во время исполнения.
3. Другие параметры модели Можно задать все другие изменяемые параметры из блока Model Parameter.
Среди этих параметров параметр Subchannels, выделенный пользователям, настраивается во время исполнения. На основе этого параметра сообщение DL-MAP упаковывается и передается. Приемники используют обнаруженное сообщение DL-MAP, чтобы декодировать информацию из назначенных им подканалов. Статус выделения подканала показан в области распределения подканала; статус распределения поднесущих показан в области распределения поднесущих.
Можно задать скорость модуляции и кодирования или вычислить их адаптивно на основе обнаруженных условий канала. Когда вы выбираете Адаптировать модуляцию и кодирование к условиям канала, вы задаете пороги ОСШ управления адаптивной скоростью (дБ). При снятии флажка необходимо задать параметры скорости модуляции и кодирования.
Чтобы гарантировать правильное использование памяти, этот пример ограничивает максимальное количество символов OFDMA в одном пакете 13 (10 символов данных + 3 символа заголовка).
Мы прилагаем усилия, чтобы внимательно следовать стандарту и делать определенные предположения, когда это необходимо. Ниже приведен список применяемых допущений:
Количество символов OFDMA для обоих MS1 и MS2 в одном пакете одинаковые и не настраиваемые во время исполнения
Используется IDcell '0'
Первый символ всегда является Преамбулой
Вторыми и третьими символами являются FCH + DL-MAP (нули дополнения в конце)
Пользовательские данные начинаются с четвертого символа
Приемники используют FCH и сообщение DL-MAP, чтобы декодировать принятый сигнал. Если каналы слишком зашумлены, это сообщение может легко испортиться. Поскольку механизм запроса повторной отправки не реализован, модель будет ошибаться. Чтобы избежать повреждения сообщений FCH и DL-MAP, правильно сконфигурируйте каналы.
IEEE Standard 802.16-2009, «Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems», May 2009. http://ieee802.org/16/published.html