PUCCH2 соответствия CQI BLER

Этот пример показов, как измерить индикатор качества канала (CQI) блока частоту ошибок (BLER), которая указывает вероятность неправильного декодирования информации CQI, отправленной с использованием физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH) формата 2. Требования к эффективности CQI BLER определены в TS 36.104 раздел 8.3.3.1.

Введение

Этот пример использует длину симуляции 10 подкадров. Это значение было выбрано для ускорения симуляции. Чтобы получить более точные результаты, следует выбрать большее значение. CQI BLER вычисляется для нескольких точек ОСШ. Цель, заданная в TS 36.104 Раздел 8.3.3.1 [1] для полосы пропускания 1,4 МГц (6 RB) и одной передающей антенны, является CQI BLER 1% (то есть вероятность ошибочного обнаружения блоков P = 0,01) при ОСШ -3,9 дБ. Тест задан для 1 передающей антенны.

numSubframes = 10;                          % Number of subframes
SNRdB = [-9.9 -7.9 -5.9 -3.9 -1.9];         % SNR range
NTxAnts = 1;                                % Number of transmit antennas

Строение UE

ue = struct;                                % UE config structure
ue.NULRB = 6;                               % 6 resource blocks
ue.CyclicPrefixUL = 'Normal';               % Normal cyclic prefix
ue.Hopping = 'Off';                         % No frequency hopping
ue.NCellID = 9;
ue.RNTI = 1;                                % Radio network temporary id
ue.NTxAnts = NTxAnts;

Строение PUCCH 2

% Empty hybrid ACK vector is used for Physical Uplink Control Channel
% (PUCCH) 2
ACK = [];

pucch = struct; % PUCCH config structure
% Vector of PUCCH resource indices, one per transmission antenna. This is
% the n2pucch parameter
pucch.ResourceIdx = 0:ue.NTxAnts-1;
% Set the size of resources allocated to PUCCH format 2
pucch.ResourceSize = 0;
% 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;

Канал распространения Строения

Сконфигурируйте модель канала с параметрами, указанными в тестах, описанных в TS 36.104 Раздел 8.3.3.1 [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 = 3;                   % 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
info = lteSCFDMAInfo(ue);
channel.SamplingRate = info.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 CQI BLER 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 2 и его опорный сигнал демодуляции (DRS) с ресурсной сеткой

  • SC-FDMA модуляция

  • Передайте модулированный сигнал через канал

  • Синхронизация приемника

  • Демодуляция SC-FDMA

  • Оценка канала

  • Минимальная средняя квадратичная невязка (MMSE) эквализация

  • PUCCH 2 демодуляция/декодирование

  • Запись отказов декодирования

  • Декодирование DRS PUCCH 2. Это не требуется в рамках этого теста, но включено, чтобы проиллюстрировать предпринятые шаги

% Preallocate memory for vector of BLERs versus SNR
BLER = zeros(size(SNRdB));
for nSNR = 1:length(SNRdB)

    % Detection failures counter
    failCount = 0;

    % Noise configuration
    SNR = 10^(SNRdB(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(info.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:numSubframes

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

        % Create PUCCH 2 and its DRS
        CQI = randi([0 1], 4, 1);             % Generate 4 CQI bits to send
        % Encode CQI bits to produce 20 bits
        coded = lteUCIEncode(CQI);
        pucch2Sym = ltePUCCH2(ue, pucch, coded);     % PUCCH 2 modulation
        pucch2DRSSym = ltePUCCH2DRS(ue, pucch, ACK); % PUCCH 2 DRS creation

        % Generate indices for PUCCH 2 and its DRS
        pucch2Indices = ltePUCCH2Indices(ue, pucch);
        pucch2DRSIndices = ltePUCCH2DRSIndices(ue, pucch);

        % Map PUCCH 2 and its DRS to the resource grid
        reGrid(pucch2Indices) = pucch2Sym;
        reGrid(pucch2DRSIndices) = pucch2DRSSym;

        % 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, rxACK] = lteULFrameOffsetPUCCH2( ...
            ue, pucch, rxwave, length(ACK));
        if (offset<25)
            offsetused = offset;
        end

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

        % Channel estimation
        [H, n0] = lteULChannelEstimatePUCCH2(ue, pucch, cec, rxgrid, rxACK);

        % Extract REs corresponding to the PUCCH 2 from the given subframe
        % across all receive antennas and channel estimates
        [pucch2Rx, pucch2H] = lteExtractResources(pucch2Indices, rxgrid, H);

        % MMSE Equalization
        eqgrid = lteULResourceGrid(ue);
        eqgrid(pucch2Indices) = lteEqualizeMMSE(pucch2Rx, pucch2H, n0);

        % PUCCH 2 demodulation
        rxBits = ltePUCCH2Decode(ue, pucch, eqgrid(pucch2Indices));

        % PUCCH 2 decoding
        decoded = lteUCIDecode(rxBits, length(CQI));

        % Record any decoding failures
        if (sum(decoded~=CQI)~=0)
            failCount = failCount + 1;
        end

        % Perform PUCCH 2 DRS decoding. This is not required as part of
        % this test, but illustrates the steps involved.

        % Extract REs corresponding to the PUCCH 2 DRS from the given
        % subframe across all receive antennas and channel estimates
        [drsRx, drsH] = lteExtractResources(pucch2DRSIndices, rxgrid, H);

        % PUCCH 2 DRS Equalization
        eqgrid(pucch2DRSIndices) = lteEqualizeMMSE(drsRx, drsH, n0);

        % PUCCH 2 DRS decoding
        rxACK = ltePUCCH2DRSDecode( ...
            ue, pucch, length(ACK), eqgrid(pucch2DRSIndices));

    end

    % Probability of erroneous block detection
    BLER(nSNR) = (failCount/numSubframes);

end

Результаты

plot(SNRdB, BLER, 'b-o', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 7);
hold on;
plot(-3.9, 0.01, 'rx', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 7);
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('CQI BLER');
title('CQI BLER test (TS 36.104 Section 8.3.3.1)');
axis([SNRdB(1)-0.1 SNRdB(end)+0.1 -0.05 0.4]);
legend('simulated performance', 'target');

Избранная библиография

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

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте