lteULChannelEstimate

Оценка восходящего канала PUSCH

Описание

[hest, noiseest] = lteULChannelEstimate(ue,chs,rxgrid) возвращает оценку для канала путем усреднения оценок методом наименьших квадратов опорных символов за время и копирования этих оценок через назначенные ресурсные элементы в сетке временных частот. Он возвращает оцененный канал между каждой передающей и приемной антенной и оценку шумовой степени спектральной плотности. См. Алгоритмы.

пример

[hest, noiseest] = lteULChannelEstimate(ue,chs,cec,rxgrid) возвращает предполагаемый канал с помощью метода и параметров, заданных пользователем в строении оценщика канала cec структура.

[hest, noiseest] = lteULChannelEstimate(ue,chs,cec,rxgrid,refgrid) возвращает предполагаемый канал с помощью метода и параметров, заданных структурой строения оценки канала и дополнительной информацией о переданных символах, найденных в refgrid.

Когда cec.InterpType установлено в 'None', значения в refgrid рассматриваются как опорные символы и получаемые hest содержит ненулевые значения в их расположениях.

[hest, noiseest] = lteULChannelEstimate(ue,chs,rxgrid,refgrid) возвращает предполагаемый канал с использованием метода оценки, описанного в TS 36.101 [1], приложение F4. Описанный способ использует дополнительную канальную информацию, полученную посредством информации переданных символов, найденных в refgrid. Эта дополнительная информация позволяет улучшить оценку канала и требуется для точных измерений EVM. rxgrid и refgrid должен содержать только целый субкадр символов SC-FDMA.

Примеры

свернуть все

Использование lteULChannelEstimate для оценки характеристик канала для принятой ресурсной сетки.

Инициализируйте структуру строения UE в RMC A3-2. Инициализируйте структуру строения оценки канала. Сгенерируйте сигнал передачи. В целях этого примера мы обходим стадию канала системной модели и копируем txWaveform на rxWaveform.

ue = lteRMCUL('A3-2');
ue.TotSubframes = 1;
cec = struct('FreqWindow',7,'TimeWindow',1,'InterpType','cubic');
txWaveform = lteRMCULTool(ue,[1;0;0;1]);
rxWaveform = txWaveform;

Демодулируйте сигнал SC-FDMA и выполните операцию оценки канала на rxGrid.

rxGrid = lteSCFDMADemodulate(ue,rxWaveform);
hest = lteULChannelEstimate(ue,ue.PUSCH,cec,rxGrid);

Входные параметры

свернуть все

Специфичная для UE строение, заданная как структура. ue может содержать следующие поля.

Поле параметраТребуемый или опционныйЗначенияОписание
NULRBНеобходимый

6, 15, 25, 50, 75, 100

Количество ресурсных блоков восходящей линии связи. (NRBУЛ.)

NCellIDНеобходимый

Неотрицательное скалярное целое число

Тождества камеры физического слоя

NSubframeНеобходимый

0 (по умолчанию), неотрицательное скалярное целое число

Номер подкадра

CyclicPrefixULДополнительный

'Normal' (по умолчанию), 'Extended'

Длина циклического префикса для восходящего канала.

NTxAntsДополнительный

1 (по умолчанию), 2, 4

Количество передающих антенн.

HoppingДополнительный

'Off' (по умолчанию), 'Group', или 'Sequence'

Метод скачкообразного изменения частоты.

SeqGroupДополнительный

0 (по умолчанию), целое число от 0 до 29

Назначение группы последовательности PUSCH (Δ SS ).

Используется только в том случае NDMRSID или NPUSCHID отсутствует.

CyclicShiftДополнительный

0 (по умолчанию), целое число от 0 до 7

Количество циклических сдвигов, используемых для PUSCH DM-RS (выражения nDMRS(1)).

NPUSCHIDДополнительный

0 (по умолчанию), неотрицательное скалярное целое число от 0 до 509

PUSCH виртуальная камера тождеств. Если это поле отсутствует, NCellID используется для инициализации шаблона последовательности скачкообразного изменения группы.

См. сноску.

NDMRSIDДополнительный

0 (по умолчанию), неотрицательное скалярное целое число от 0 до 509

DM-RS тождеств для циклического скачкообразного изменения скорости (nIDcsh_DMRS). Если это поле отсутствует, NCellID используется для циклической инициализации скачкообразного сдвига.

См. сноску.

  1. Генератор псевдослучайной последовательности для циклического скачка сдвига инициализируется согласно NDMRSID, если присутствует - в противном случае она инициализируется согласно тождествам камеры NCellID и назначение группы последовательностей SeqGroup. Точно так же шаблон сдвига последовательности для скачкообразного изменения группы инициализируется согласно NPUSCHID, если присутствует - в противном случае она инициализируется согласно NCellID и SeqGroup.

Типы данных: struct

Настройки канала PUSCH, заданные как структура, которая может содержать следующие поля. Поле параметра PMI требуется только, если ue.NTxAnts устанавливается равным 2 или 4.

Поле параметраТребуемый или опционныйЗначенияОписание
PRBSetНеобходимый

Целочисленный вектор-столбец или двухколоночная матрица

Набор блока физических ресурсов, заданный как матрица с 1 или 2 столбцами. Это поле параметра содержит нулевые индексы физического ресурсного блока (PRB), соответствующие временным выделениям ресурсов для этого PUSCH.

Если PRBSet является вектор-столбец, распределение ресурсов одинаково в оба пазов подкадра. Чтобы задать различные PRB для каждого паза в подкадре, используйте матрицу с 2 столбцами. Индексы PRB начинаются с нуля.

NLayersДополнительный1 (по умолчанию), 2, 3, 4Количество слоев передачи
DynCyclicShiftДополнительный

0 (по умолчанию), целое число от 0 до 7

Циклический сдвиг для DM-RS (выражения nDMRS(2)).

OrthoCoverДополнительный

'Off' (по умолчанию), 'On'

Применяется ('On'), или не применяется ('Off'), ортогональная последовательность покрытия w (Activate-DMRS-with OCC).

Следующее поле требуется только при ue. NTxAnts устанавливается равным 2 или 4.
PMIДополнительный

неотрицательный скаляр целое число (0,..., 23)

0 (по умолчанию)

Скалярная матричная индикация прекодера (PMI), которая используется во время предварительного кодирования

символов ссылки DRS

Типы данных: struct

Полученная сетка ресурсного элемента, заданная как N массив комплексных символов SC-by N Sym-by N R.

  • N SC является количеством поднесущих

  • N Sym  = N SF × N SymPerSF

    • N SF - это общее количество подкадров. Если N SF больше единицы, из возвращенного hest извлекается правильная область массив. Расположение предполагаемого подрамника в hest задается с помощью поля параметра cec.Window.

    • N SymPerSF является количеством символов SC-FDMA в каждом подкадре .

      • Для нормального циклического префикса каждый подкадр содержит 14 символов SC-FDMA.

      • Для расширенного циклического префикса каждый подкадр содержит 12 символов SC-FDMA.

  • N R - количество приемных антенн

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Строение оценщика канала, заданная как структура с этими полями.

Поле параметраТребуемый или опционныйЗначенияОписание
FreqWindowНеобходимый

Неотрицательное скалярное целое число

Размер окна в ресурсных элементах, используемых для среднего по частоте во время оценки канала

Размер окна должен быть либо нечетным числом, либо кратным 12.

TimeWindowНеобходимый

Неотрицательное скалярное целое число

Размер окна в ресурсных элементах, используемых для среднего с течением времени во время оценки канала

Размер окна должен быть нечетным числом.

InterpTypeНеобходимый

'nearest', 'linear', 'natural', 'cubic', 'v4', 'none'

См. сноску.

Тип 2-D интерполяции, используемой во время интерполяции. Для получения дополнительной информации см. griddata. Поддерживаемые варианты показаны в следующей таблице.

ЗначениеОписание
'nearest'Интерполяция по ближайшему соседу
'linear'Линейная интерполяция
'natural'Интерполяция по естественному соседу
'cubic'Кубическая интерполяция
'v4'MATLAB® 4 griddata метод
'none'Отключает интерполяцию

PilotAverageДополнительный

'UserDefined'(по умолчанию), 'TestEVM'

См. сноску.

Тип усреднения пилота

ReferenceДополнительный

'Antennas' (по умолчанию), 'Layers', 'None'

См. сноску.

Задает точку ссылки (сигналы для внутренней генерации) для оценки канала

Следующее поле требуется только при rxgrid содержит более одного подкадра. См. сноску.

WindowДополнительный

'Left', 'Right', 'Centred', 'Centered'

Если вводится более одного подкадра, этот параметр требуется для указания положения подкадра из rxgrid и refgrid, содержащих желаемую оценку канала. Будут возвращены только оценки канала для этого субкадра. Для 'Centred' и 'Centered' настройки, размер окна должен быть нечетным.

  1. Для cec.InterpType = 'none'интерполяция между пилотными символами не выполняется, и виртуальные пилот-сигналы не создаются. hest будет содержать оценки канала в местоположениях переданных опорных символов для каждой принятой антенны и всех других элементов hest являются нулем. Среднее оценки пилотных символов, описанные cec.TimeWindow и cec.FreqWindow все еще выполняются.

  2. The 'UserDefined' для усреднения пилот-сигнала используется прямоугольное ядро размера cec.FreqWindow-by- cec.TimeWindow и выполняет операцию 2-D фильтрации пилот-сигналов. Пилоты у ребра ресурсной сетки усредняются меньше, так как у них нет соседей вне сетки. Для cec.FreqWindow = 12 × X (т.е. любое кратное 12) и cec.TimeWindow = 1 оценщик входит в специальный случай, когда окно усреднения (12 × X) - в частоте используется для усреднения пилотных оценок; среднее всегда применяется к (12 × X) поднесущим, даже в верхней и нижней полосах ребер; поэтому первые (6 × X) символы в верхней и нижней полосах ребра иметь одну и ту же оценку канала. Эта операция гарантирует, что среднее всегда выполняется на 12 (или кратных 12) символах. Это обеспечивает соответствующую операцию сжатия, требуемую для многоантенной передачи в случае, когда сигналы DM-RS, сопоставленные с каждой антенной, занимают одинаковые местоположения времени/частоты, но используют различные ортогональные коды крышки, чтобы позволить их дифференцировать в приемнике. The 'TestEVM' среднее значение пилота игнорирует другие структурные поля в cecи следует методу, описанному в TS 36.101, приложение F, для целей проверки EVM передатчика.

  3. Настройка cec.Reference на 'Antennas' использует PUSCH DMRS после предварительного кодирования на передающие антенны в качестве опорной для оценки канала. В этом случае матрица предварительного кодирования, указанная в chs.PMI используется для предварительного кодирования слоев DMRS на антенны и оценки канала hest, является матрицей размера M -by- N -by- NRxAnts-by- chs.NTxAnts. Настройка cec.Reference на 'Layers' использует PUSCH DMRS без предварительного кодирования в качестве опорного для оценки канала. Оценка канала, hest, имеет размер M -by- N -by- NRxAnts-by- chs.NLayers. Настройка cec.Reference на 'None' не генерирует внутренние опорные сигналы, и оценка канала может быть выполнена на произвольных известных RE, как задано refgrid аргумент. Этот подход может использоваться, чтобы предоставить refgrid содержащие сигналы SRS, созданные на всех NTxAnts, что позволяет проводить оценку канала полного ранга для целей выбора PMI, когда PUSCH передается с меньшим, чем полный ранг.

  4. Когда rxgrid содержит более одного подрамника, cec.Window обеспечивает управление местоположением субкадра, для которого выполняется оценка канала. Это позволяет содействовать оценке канала для интересующего субкадра наличием пилот-символов, занимающих один и тот же ресурсный блок, в субкадрах до и/или после этого субкадра. Для примера, если rxgrid содержит пять подкадров, 'Left' оценивает последний первый подрамник в rxgrid, 'Centred'/ 'Centered' оценивает третий (средний) подрамник, и 'Right' оценивает последний подкадр. Значение параметра ue.NSubframe соответствует выбранному подрамнику. Итак, с тремя подкадрами и cec.Window = 'Right', rxgrid соответствует подкадрам (ue.NSubframe-2, ue.NSubframe-1, ue.NSubframe). The hest выводится тот же размер, что и rxgrid и будет соответствовать тем же номерам подкадров. Все местоположения, кроме предполагаемого подкадра, будут содержать нули.

Типы данных: struct

Эталонный массив известных переданных символов данных в их правильных местоположениях, заданный как N SC-by N Sym-by N T массив сложных символов. Все другие местоположения, такие как DM-RS Symbols и неизвестные местоположения символов данных, должны быть представлены NaN. Первые две размерности rxgrid и refgrid должно быть то же самое.

  • N SC является количеством поднесущих.

  • N Sym  = N SF × N SymPerSF

    • N SF - это общее количество подкадров. Если N SF больше единицы, из возвращенного hest извлекается правильная область массив. Расположение предполагаемого подрамника в hest задается с помощью поля параметра cec.Window.

    • N SymPerSF является количеством символов SC-FDMA в каждом подкадре.

      • Для нормального циклического префикса каждый подкадр содержит 14 символов SC-FDMA.

      • Для расширенного циклического префикса каждый подкадр содержит 12 символов SC-FDMA.

  • N T - количество передающих антенн, ue.NTxAnts

Для cec. InterpType = 'None', значения в refgrid рассматриваются как опорные символы и получаемые hest содержит ненулевые значения в их расположениях. Типичное применение для refgrid обеспечивает значения SRS, переданные в определенный момент времени rxgrid. Значения SRS могут использоваться, чтобы улучшить оценку канала.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

свернуть все

Оценка канала между каждой передающими и приемными антеннами, возвращенная как N SC-by N Sym-by N R-by N T массив сложных символов.

  • N SC является количеством поднесущих.

  • N Sym является количеством символов SC-FDMA.

  • N R является количеством приемных антенн.

  • N T - количество передающих антенн, ue.NTxAnts.

Необязательно, устройство оценки канала может быть сконфигурировано так, чтобы использовать слои DM-RS в качестве опорного сигнала. В этом случае массив 4-D является N массивом комплексных символов SC-by N Sym-by N R-by N Layers, где N Layers является количеством слоев передачи.

Оценка шума, возвращенная как числовой скаляр. Этот выход является спектральной плотностью степени шума, присутствующего на оцененных коэффициентах отклика канала.

Алгоритмы

свернуть все

Алгоритм оценки канала описан на следующих этапах.

  1. Извлекают опорные сигналы демодуляции или пилот-символы для пары передающая-приемная антенна из выделенных блоков физических ресурсов в пределах принятого субкадра.

  2. Среднее значение оценок методом наименьших квадратов для уменьшения любого нежелательного шума от пилотных символов.

  3. Используя очищенные оценки пилот-символов, интерполируйте, чтобы получить оценку канала для всего количества субкадров, переданных в функцию.

Оценка методом наименьших квадратов

Оценки опорных сигналов методом наименьших квадратов получаются путем деления принятых пилотных символов на их ожидаемое значение. Оценки методом наименьших квадратов зависят от любого системного шума. Этот шум должен быть удален или уменьшен, чтобы достичь разумной оценки канала в местоположениях пилот-символов.

Уменьшение шума и интерполяция

Чтобы минимизировать эффекты шума на оценках пилотного символа, оценки методом наименьших квадратов усредняются. Этот простой способ создает значительное снижение уровня шума, обнаруженного на пилотных символах. Способ усреднения пилотного символа использует окно усреднения, заданное пользователем. Средний размер окна измеряется в ресурсных элементах; любые пилотные символы, расположенные в окне, используются для усреднения значения пилотного символа, найденного в центре окна.

Затем усредненные оценки пилотных символов используются для выполнения 2-D интерполяции между выделенными блоками физических ресурсов. Расположение пилотных символов в подкадре не идеально подходит для интерполяции. Для учета этого позиционирования виртуальные пилоты создаются и размещаются вместе с областью текущего субкадра. Это размещение позволяет выполнить полную и точную интерполяцию.

Примечание

Блок оценки канала PUSCH способен только иметь дело с непрерывным выделением ресурсных блоков во времени и частоте.

Ссылки

[1] 3GPP TS 36.101. "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Пользовательское оборудование (UE) Радиопередача и прием ". 3-ья Генерация Партнерский проект; Группа технических спецификаций Радиосеть доступ. URL-адрес: https://www.3gpp.org.

Введенный в R2013b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте