FDD и дуплексирование TDD

Продукт LTE Toolbox™ может генерировать и манипулировать сигналами для устройств дуплекса, заданных в стандарте LTE. В LTE передачи нисходящей линии связи и восходящей линии связи организованы в системы координат радиосвязи длительностью 10 мс, состоящие из 10 последовательных субкадров, каждый из которых состоит из ряда последовательных символов OFDM, как показано на следующем рисунке.

Создайте ресурсную сетку для выбора циклического префикса

В этом примере показано, как создать ресурсную сетку для нормального или расширенного циклического префикса. Количество символов OFDM в одном подкадре либо 14 для нормального циклического префикса, либо 12 для расширенного циклического префикса.

Создайте структуру параметров всей ячейки.

enb.CyclicPrefix = 'Normal';
enb.NDLRB = 9;
enb.CellRefP = 1;

Получите сетку ресурсов подкадров размерностей.

dims = lteDLResourceGridSize(enb)
dims = 1×3

   108    14     1

Переключитесь на расширенный циклический префикс.

enb.CyclicPrefix = 'Extended';
dims = lteDLResourceGridSize(enb)
dims = 1×3

   108    12     1

Второе измерение выхода lteDLResourceGridSize - количество символов в подкадре.

Создайте систему координат с CellRS в подкадрах

В этом примере показов, как создать систему координат, содержащую специфические для ячейки опорные сигналы (CellRS) в каждом подкадре. Радиостанция системы координат представлена в LTE Toolbox™ продукте использованием последовательности из 10 структур настройки всей ячейки с NSubframe набор полей от 0 до 9 в каждом случае.

Инициализация структуры настройки всей ячейки и создание пустой ресурсной сетки

Измените NDLRB параметр, чтобы задать количество ресурсных блоков. Изменение CellRefP установить один порт передающей антенны. Изменение NCellID для установки идентификатора камеры. Задайте нормальный циклический префикс и нулевой порт антенны.

enb.NDLRB = 6;
enb.CellRefP = 1;
enb.NCellID = 1;
enb.CyclicPrefix = 'Normal';
antenna = 0;

Создайте пустую ресурсную сетку, которая будет заполнена подкадрами.

txGrid = [];

Заполнение ресурсной сетки для каждого субкадра

  • Создайте пустую ресурсную сетку для каждого подкадра и установите текущий номер подкадра.

  • Сгенерируйте символы и индексы опорного сигнала для конкретной ячейки.

  • Сопоставьте опорный сигнал для конкретной ячейки с сеткой и добавьте подкадр к сетке, которая будет передана.

for sf = 0:9
    subframe = lteDLResourceGrid(enb);
    enb.NSubframe = sf;
    cellRsSym = lteCellRS(enb,antenna);
    cellRsInd = lteCellRSIndices(enb,antenna);
    subframe(cellRsInd) = cellRsSym;
    txGrid = [txGrid subframe];
end

Тип структуры системы координат 1: FDD

В режиме дуплекса FDD все 10 подкадров на радио системы координат содержать подкадры нисходящей линии связи или восходящей линии связи в зависимости от направления ссылки.

Передатчики восходящей и нисходящей линий имеют отдельные полосы пропускания, в которых можно выполнять свои передачи. Поэтому каждый может передавать в любое время.

В рамках продукта LTE Toolbox можно создать сигналы или индексы для режима дуплекса FDD просто путем установки NSubframe поле структуры настроек всей ячейки по соответствующему номеру субкадра. Функции, поведение которых зависит от режима дуплекса, имеют DuplexMode поле, которое можно задать равным 'FDD' или 'TDD'. Если вы не задаете это поле, 'FDD' используется по умолчанию.

Сгенерируйте индексы PSS для режима FDD

Этот пример показывает, как сгенерировать индексы первичного сигнала синхронизации (PSS) в подкадре 0 с использованием режима дуплекса FDD.

Во-первых, создайте структуру параметров всей ячейки.

enb.CyclicPrefix = 'Normal';
enb.NDLRB = 9;
enb.NCellID = 1;
enb.NSubframe = 0;
enb.DuplexMode = 'FDD';

Затем создайте индексы PSS, отобразите размер и первые пять индексов в подкадре 0.

ind = ltePSSIndices(enb);
size(ind)
ans = 1×2

    62     1

ind(1:5)
ans = 5x1 uint32 column vector

   672
   673
   674
   675
   676

Если вместо этого выполняется тот же вызов для субкадра 1, то результатом является пустая матрица.

enb.NSubframe = 1;

Пустая матрица указывает, что PSS отсутствует в подкадре 1. Путем вызова функций для индексов и значений для подкадров с 0 по 9 путем установки NSubframe в поле могут быть сформированы соответствующие передачи через радиостанцию системы координат.

ind = ltePSSIndices(enb)
ind =

  0x1 empty uint32 column vector

Система координат Тип 2: TDD

В режиме дуплекса TDD одна полоса пропускания совместно используется между восходящей и нисходящей линиями связи, при этом совместное использование выполняется путем выделения различных периодов времени для восходящей и нисходящей линий связи. В LTE существует 7 различных шаблонов переключения восходящей линии связи и нисходящей линии связи, называемых строениями восходящей линии связи и нисходящей линии связи 0-6, как показано на следующем рисунке.

Специальный субкадр (субкадр 1 в каждом строении восходящей линии связи и нисходящей линии связи и субкадр 6 в строениях восходящей линии связи и нисходящей линии связи 0, 1, 2 и 6) содержит фрагмент передачи нисходящей линии связи в начале субкадра (Временной паз пилот-сигнала нисходящего канала, DwPTS), фрагмент неиспользованных символов в середине подрамника (Период защиты) и фрагмент передачи по восходящей линии связи в конце субкадра (Временной паз пилот-сигнала восходящей линии связи, UpPTS), как показано на следующем рисунке.

Длины DwPTS, GP и UpPTS могут принимать одну из 10 комбинаций значений, называемых специальными строениями подкадров от 0 до 9. Стандарт LTE, TS 36.211 Таблица 4.2-1, определяет длины в терминах основного периода модуляции OFDM, но длины могут интерпретироваться в терминах символов OFDM, как показано в следующей таблице.

Строение специального субкадра (длины DwPTS/GP/UpPTS)
Специальные подрамники СтроенияНормальный циклический префикс в нисходящем каналеРасширенный циклический префикс в нисходящем канале
DwPTSUpPTSDwPTSUpPTS
Нормальный циклический префикс в восходящей линии связиРасширенный циклический префикс в восходящем каналеНормальный циклический префикс в восходящей линии связиРасширенный циклический префикс в восходящем канале
0311311
198
2109
31110
412322
532 28
699
7105
811---
96---

Таким образом, в действительности специальный субкадр является и нисходящим субкадром, и восходящим субкадром, с некоторыми ограничениями, накладываемыми на количество символов OFDM, которые заняты в каждом случае.

Чтобы задать операцию TDD, в структуре параметров всей ячейки установите дополнительное DuplexMode поле к 'TDD'. Когда вы используете эту настройку, функции, которые требуют DuplexMode также требуется, чтобы вы указали строение восходящей линии связи-нисходящей линии связи (0,..., 6) в TDDConfig поле, номер подкадра в NSubframe и специальной подрамной конфигурации (0,..., 9) в SSC поле.

Сгенерируйте индексы CellRS для режима TDD

В этом примере показов, как создать нижние индексы для положений опорного сигнала для конкретной ячейки (CellRS) для порта антенны 0 в подкадре 6 для строения 2 восходящей линии связи-нисходящей линии связи и специального подкадра строения 4 с расширенным циклическим префиксом.

Сначала создайте структуру параметра.

enb.NDLRB        = 9;
enb.NCellID      = 1;
enb.DuplexMode   = 'TDD';
enb.NSubframe    = 6;
enb.TDDConfig    = 2;
enb.SSC          = 4;
enb.CyclicPrefix = 'Extended';

Затем создайте специфичные для ячеек индексы RS.

sub = lteCellRSIndices(enb,0,'sub')
sub = 18x3 uint32 matrix

    2    1    1
    8    1    1
   14    1    1
   20    1    1
   26    1    1
   32    1    1
   38    1    1
   44    1    1
   50    1    1
   56    1    1
      ⋮

Второй столбец, который задает номер символа OFDM (на основе 1) в подкадре, имеет значения 1, указывающие, что только 1-й символ OFDM в этом случае будет содержать специфические для ячеек опорные сигналы. Это связано с тем, что выбранный субкадр является специальным субкадром с DwPTS длины 3, и поэтому другие специфичные для ячейки элементы опорного сигнала (в символах OFDM 4, 7 и 10), которые будут присутствовать во всех субкадрах нисходящей линии связи, не генерируются.

Чтобы подтвердить эту теорию, смените дуплексный режим на FDD.

enb.DuplexMode   = 'FDD';
sub = lteCellRSIndices(enb,0,'sub');
unique(sub(:,2))
ans = 4x1 uint32 column vector

    1
    4
    7
   10

В этом случае переключение на FDD означает, что теперь нерелевантные поля, TDDConfig и SSC, игнорируются.

Информация о размерности, связанная с дуплексированием

В этом примере показано, как извлечь информацию из структуры параметра. Чтобы облегчить работу с различными устройствами дуплекса, LTE Toolbox™ продукт предоставляет lteDuplexingInfo информационная функция. Эта функция принимает структуру параметров по всей ячейке, содержащую поля, упомянутые в предыдущих разделах. Он возвращает структуру, которая указывает тип текущего подкадра и количество символов в текущем подкадре.

Сначала создайте структуру параметра.

enb.NDLRB        = 9;
enb.NCellID      = 1;
enb.DuplexMode   = 'TDD';
enb.NSubframe    = 6;
enb.TDDConfig    = 2;
enb.SSC          = 4;
enb.CyclicPrefix = 'Extended';

Затем извлеките информацию о размерности.

lteDuplexingInfo(enb)
ans = struct with fields:
     SubframeType: 'Special'
         NSymbols: 12
       NSymbolsDL: 3
    NSymbolsGuard: 7
       NSymbolsUL: 2

Наконец, измените NSubframe Свойство и снова извлеките информацию о размерности.

enb.NSubframe    = 0;
lteDuplexingInfo(enb)
ans = struct with fields:
     SubframeType: 'Downlink'
         NSymbols: 12
       NSymbolsDL: 12
    NSymbolsGuard: 0
       NSymbolsUL: 0

Эта функция обеспечивает прямой доступ к шаблонам строения восходящего канала-нисходящего канала через SubframeType полевые и специальные подрамники DwPTS, GP и UpPTS длины через NSymbolsDL, NSymbolsGuard, и NSymbolsUL поля.