PUCCH1a проверку соответствия вероятности пропущенного обнаружения ACK

В этом примере измеряется вероятность пропущенного обнаружения подтверждения (ACK) с помощью LTE Toolbox™ в соответствии с однопользовательскими условиями проверки соответствия физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH1a), определенными в разделе 8.3.2.1 TS 36.104.

Введение

Этот пример использует длину симуляции 10 подкадров. Это значение было выбрано для ускорения симуляции. Более высокое значение должно быть выбрано, чтобы получить более точные результаты. Вероятность ошибочного обнаружения ACK вычисляется для количества точек ОСШ. Цель, заданная в TS36.104 8.3.2.1 [1] для полосы пропускания 1,4 МГц (6 RB) и одной передающей антенны, является вероятностью пропущенного обнаружения ACK, не превышающей 1% при ОСШ -4,2 дБ. Тест задан для 1 передающей антенны.

NSubframes = 10;                            % Number of subframes
SNRIn = [-10.2 -8.2 -6.2 -4.2 -2.2];        % SNR range in dB
NTxAnts = 1;                                % Number of transmit antennas

Строение UE

ue = struct;                                % UE config structure
ue.NULRB = 6;                               % 6 resource blocks (1.4 MHz)
ue.CyclicPrefixUL = 'Extended';             % Extended cyclic prefix
ue.Hopping = 'Off';                         % No frequency hopping
ue.NCellID =  9;
ue.Shortened = 0;                           % No SRS transmission
ue.NTxAnts = NTxAnts;

Строение PUCCH 1a

% Hybrid ARQ indicator bit set to one. Only one bit is required for PUCCH
% 1a
ACK = 1;
pucch = struct;                         % PUCCH config structure
% Set the size of resources allocated to PUCCH format 2. This affects the
% location of PUCCH 1 transmission
pucch.ResourceSize = 0;
pucch.DeltaShift = 1;                       % Delta shift PUCCH parameter
% Number of cyclic shifts used for PUCCH format 1 in resource blocks with a
% mixture of formats 1 and 2. This is the N1cs parameter
pucch.CyclicShifts = 0;
% Vector of PUCCH resource indices, one per transmission antenna. This is
% the n2pucch parameter
pucch.ResourceIdx = 0:ue.NTxAnts-1;

Канал распространения Строения

Сконфигурируйте модель канала с параметрами, указанными в тестах, описанных в TS36.104 разделе 8.3.2.1 [1].

channel = struct;                       % Channel config structure
channel.NRxAnts = 2;                    % Number of receive antennas
channel.DelayProfile = 'ETU';           % Channel delay profile
channel.DopplerFreq = 70.0;             % Doppler frequency in Hz
channel.MIMOCorrelation = 'Low';        % Low MIMO correlation
channel.NTerms = 16;                    % Oscillators used in fading model
channel.ModelType = 'GMEDS';            % Rayleigh fading model type
channel.Seed = 13;                      % Channel seed
channel.InitPhase = 'Random';           % Random initial phases
channel.NormalizePathGains = 'On';      % Normalize delay profile power
channel.NormalizeTxAnts = 'On';         % Normalize for transmit antennas

% SC-FDMA modulation information: required to get the sampling rate
scfdmaInfo = lteSCFDMAInfo(ue);
channel.SamplingRate = scfdmaInfo.SamplingRate;   % Channel sampling rate

Строение оценщика канала

Устройство оценки канала сконфигурировано с использованием структуры cec. Здесь кубическая интерполяция будет использоваться с окном усреднения ресурсных элементов (RE) 12 на 1. Это конфигурирует устройство оценки канала, чтобы использовать специальный режим, который обеспечивает способность сжимать и ортогонализировать различные перекрывающиеся PUCCH передачи.

cec = struct;                     % Channel estimation config structure
cec.PilotAverage = 'UserDefined'; % Type of pilot averaging
cec.FreqWindow = 12;              % Frequency averaging window in REs (special mode)
cec.TimeWindow = 1;               % Time averaging window in REs (Special mode)
cec.InterpType = 'cubic';         % Cubic interpolation

Цикл симуляции для сконфигурированных точек ОСШ

Для каждой точки ОСШ цикл ниже вычисляет вероятность успешного обнаружения ACK с помощью информации, полученной из NSubframes последовательные субкадры. Для каждого подкадра и значений ОСШ выполняются следующие операции:

  • Создайте пустую ресурсную сетку

  • Сгенерируйте и сопоставьте PUCCH 1 и его опорный сигнал демодуляции (DRS) с ресурсной сеткой

  • Применить SC-FDMA модуляцию

  • Передайте модулированный сигнал через канал

  • Синхронизация приемника

  • Демодуляция SC-FDMA

  • Оценка канала

  • Минимальная средняя квадратичная невязка (MMSE) эквализация

  • PUCCH 1 демодуляция/декодирование

  • Измерение отсутствующего или неправильного Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) -ACK

% Preallocate memory for probability of detection vector
PMISS = zeros(size(SNRIn));

for nSNR = 1:length(SNRIn)

    % Missed or incorrect ACK detection counter
    missCount = 0;

    % Noise configuration
    SNR = 10^(SNRIn(nSNR)/20);              % Convert dB to linear
    % The noise added before SC-FDMA demodulation will be amplified by the
    % IFFT. The amplification is the square root of the size of the IFFT.
    % To achieve the desired SNR after demodulation the noise power is
    % normalized by this value. In addition, because real and imaginary
    % parts of the noise are created separately before being combined into
    % complex additive white Gaussian noise, the noise amplitude must be
    % scaled by 1/sqrt(2*ue.NTxAnts) so the generated noise power is 1
    N = 1/(SNR*sqrt(double(scfdmaInfo.Nfft)))/sqrt(2.0*ue.NTxAnts);
    % Set the type of random number generator and its seed to the default
    % value
    rng('default')

    % Loop for subframes
    offsetused = 0;
    for nsf = 1:NSubframes

        % Create resource grid
        ue.NSubframe = mod(nsf-1,10);
        reGrid = lteULResourceGrid(ue);

        % Create PUCCH 1 and its DRS
        pucch1Sym = ltePUCCH1(ue,pucch,ACK);
        pucch1DRSSym = ltePUCCH1DRS(ue,pucch);

        % Generate indices for PUCCH 1 and its DRS
        pucch1Indices = ltePUCCH1Indices(ue,pucch);
        pucch1DRSIndices = ltePUCCH1DRSIndices(ue,pucch);

        % Map PUCCH 1 and PUCCH 1 DRS to the resource grid
        reGrid(pucch1Indices) = pucch1Sym;
        reGrid(pucch1DRSIndices) = pucch1DRSSym;

        % SC-FDMA modulation
        txwave = lteSCFDMAModulate(ue,reGrid);

        % Channel state information: set the init time to the correct value
        % to guarantee continuity of the fading waveform
        channel.InitTime = (nsf-1)/1000;

        % Channel modeling
        % The additional 25 samples added to the end of the waveform are to
        % cover the range of delays expected from the channel modeling (a
        % combination of implementation delay and channel delay spread)
        rxwave = lteFadingChannel(channel,[txwave; zeros(25,ue.NTxAnts)]);

        % Add noise at receiver
        noise = N * complex(randn(size(rxwave)),randn(size(rxwave)));
        rxwave = rxwave + noise;

        % Receiver

        % Synchronization
        % An offset within the range of delays expected from the channel
        % modeling (a combination of implementation delay and channel
        % delay spread) indicates success
        offset = lteULFrameOffsetPUCCH1(ue,pucch,rxwave);
        if (offset < 25)
            offsetused = offset;
        end

        % SC-FDMA demodulation
        rxgrid = lteSCFDMADemodulate(ue,rxwave(1+offsetused:end,:));

        % Channel estimation
        [H,n0] = lteULChannelEstimatePUCCH1(ue,pucch,cec,rxgrid);

        % Extract REs corresponding to the PUCCH 1 from the given subframe
        % across all receive antennas and channel estimates
        [pucch1Rx,pucch1H] = lteExtractResources(pucch1Indices,rxgrid,H);

        % MMSE equalization
        eqgrid = lteULResourceGrid(ue);
        eqgrid(pucch1Indices) = lteEqualizeMMSE(pucch1Rx,pucch1H,n0);

        % PUCCH 1 demodulation/decoding
        rxACK = ltePUCCH1Decode(ue,pucch,length(ACK),eqgrid(pucch1Indices));

        % Detect missed (empty rxACK) or incorrect HARQ-ACK (compare
        % against transmitted ACK
        if (isempty(rxACK) || any(rxACK ~= ACK))
            missCount = missCount + 1;
        end

    end

    PMISS(nSNR) = (missCount/NSubframes);

end

Результаты

График показывает результат симуляции для ACK, пропущенного теста обнаружения

plot(SNRIn,PMISS,'b-o','LineWidth',2,'MarkerSize',7);
hold on;
plot(-4.2,0.01,'rx','LineWidth',2,'MarkerSize',7);
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('Probability of missed ACK detection');
title('ACK missed detection test (TS36.104 Section 8.3.2.1)');
axis([SNRIn(1)-0.1 SNRIn(end)+0.1 -0.05 .35]);
legend('simulated performance','target');

Избранная библиография

  1. 3GPP TS 36.104 «Радиопередача и прием базовой станции (BS)»