Выпуск 14 V2X PSCCH бокового канала и пропускная способность PSSCH

Этот пример демонстрирует, как измерить производительность Physical Sidelink Shared Channel (PSSCH) и Physical Sidelink Control Channel (PSCCH) в частотно-избирательном замирании и аддитивном белом гауссовом шуме (AWGN USN) с использованием LTE TE Toolbox™.

Введение

3GPP Release 14 представила поддержку LTE V2X (Vehicle-to-everything), чтобы обеспечить связь транспортных услуг с целью обеспечения более безопасной, чистой, быстрой и эффективной транспортировки. V2X предлагает несколько режимов операции, включая прямую связь между транспортными средствами (V2V), между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I) и между транспортными средствами и пешеходами (V2P), не полагаясь при этом на участие сети в планировании. Некоторые из отличительных аспектов V2X по боковому соединению устройство-устройство Релиз 12:

  • Низкая задержка и высокие требования к надежности

  • Большой Доплеровский сдвиг из-за высоких относительных скоростей

  • Очень большие числа узлов и высокая плотность узлов

  • Проблемы синхронизации, особенно когда вне охвата

Этот пример измеряет Release 14 V2X пропускную способность совместно используемого канала и канала управления для ряда точек ОСШ. Для получения информации о том, как смоделировать интерфейс «устройство-устройство (D2D)» релиза 12 (нацеленный, в основном, на то, чтобы позволить LTE поддерживать системы связи общественной безопасности), смотрите пример Release 14 V2X PSCCH Sidelink и PSSCH.

Работая на субкадре по базису субкадров для каждой точки ОСШ, для пропускной способности и вычисления BLER выполняются следующие шаги:

  • Генерируется ресурсная сетка, заполненная PSCCH и/или PSSCH, и OFDM модулируется, чтобы создать форму волны основной полосы для передачи

  • Эта форма волны передается через зашумленный канал с замираниями

  • Операции приемника (демодуляция SC-FDMA, оценка канала и эквализация) выполняются

  • Уравненные символы декодируются, чтобы получить блок CRC

  • Эффективность PSCCH и/или PSSCH определяется с использованием результата CRC блока на выходе канального декодера

Область Строения

Пример выполняется для длины симуляции 4 системы координат для ряда точек ОСШ. Большее количество NFrames должны использоваться для получения значимых результатов производительности. SNRIn может быть массивом значений или скаляром.

% Set the number of frames to simulate
NFrames = 4;
% Set a range of SNR points to cover both high and low BLER operating
% conditions
SNRIn = [-5 0 5];

Строение передачи

Набор параметров верхнего уровня первоначально задан, они включают полосу пропускания, циклический префикс, схему модуляции и выделенный набор ресурсных блоков. Базовое строение взято из «Опорного канала измерения характеристик передатчика», как определено в таблице A.8.3-1 TS 36.101 [2]. Чтобы симулировать более реалистичную передачу V2X, в этом примере было введено несколько процессов HARQ и повторных передач HARQ. Скорость передачи данных определяется терминами погрешности субкадров sfGap и временной интервал передачи tti.

sfGap = 8; % Time in subframes between initial and retransmission
tti = 4;   % Time in subframes between different HARQ processes
if tti > sfGap
   error('tti cannot be greater than sfGap');
end

% Number of allocated resource blocks (NPRB) and Transport Block Size (TBS)
% as given by TS 36.101 Table A.8.3-1. Note that TBS must be chosen
% according to TS 36.213 section 14.1.1 and NPRB according to TS 36.213
% section 14.1.1.4C. If an invalid TBS/NPRB is specified, the transmitted
% ModCoding value in the SCI message would be incorrect and this could
% result in the SL-SCH decoding to fail. An invalid NPRB could also result
% in an SCI message and corresponding PSSCH transmission where the
% allocated resources are different from the NPRB specified here.
NPRB = 48;        % Number of allocated resource blocks (NPRB)
TBS = 3496;       % The transport block size
% Define the starting RB for the resource allocations. The initial and
% subsequent transmission can have different allocations
rbStart = [0 0];

% Define the UE configuration parameters
ueConfig = struct('SidelinkMode','V2X');% Release 14 V2X mode
ueConfig.NSLRB = 50;                    % 10MHz bandwidth
ueConfig.DuplexMode = 'FDD';            % Duplex mode
ueConfig.CyclicPrefixSL = 'Normal';     % Cyclic prefix length
ueConfig.Modulation = 'QPSK';           % Symbol modulation ('QPSK','16QAM')

Канал распространения Строения

Структура channel содержит параметры конфигурации модели канала.

channel = struct;                    % Channel config structure
channel.Seed = 6;                    % Channel seed
channel.NRxAnts = 2;                 % Number of receive antennas
channel.DelayProfile ='EVA';         % Delay profile
channel.DopplerFreq = 500;           % Doppler frequency in Hz
channel.MIMOCorrelation = 'Low';     % Multi-antenna correlation
channel.NTerms = 16;                 % Oscillators used in fading model
channel.ModelType = 'GMEDS';         % Rayleigh fading model type
channel.InitPhase = 'Random';        % Random initial phases
channel.NormalizePathGains = 'On';   % Normalize delay profile power
channel.NormalizeTxAnts = 'On';      % Normalize for transmit antennas
% The channel sampling rate depends on the FFT size used in the OFDM
% modulator. This can be obtained using the function lteSLSCFDMAInfo.
ofdmInfo = lteSLSCFDMAInfo(ueConfig);
channel.SamplingRate = ofdmInfo.SamplingRate;

Строение оценщика канала

Переменная perfectChanEstimator управляет поведением оценщика канала. Допустимые значения true или false. Когда установлено значение trueВ качестве оценки используют идеальную характеристику канала, в противном случае получают несовершенную оценку, основанную на значениях принятых сигналов DM-RS. Если perfectChanEstimator установлено значение false в структуре строения cec необходим, чтобы параметризовать оценщик канала.

% Perfect channel estimator flag
perfectChanEstimator = false;

% Define the practical channel estimator configuration structure. Note that
% depending on the channel delay profile and Doppler frequency, the
% operating SNR, PSSCH modulation order and the number of allocated
% resource blocks, different channel estimation parameters may give better
% performance.
cec = struct;                        % Channel estimation config structure
cec.PilotAverage = 'UserDefined';    % Type of pilot symbol averaging
cec.FreqWindow = 27;                 % Frequency window size
cec.TimeWindow = 1;                  % Time window size
cec.InterpType = 'Cubic';            % 2D interpolation type

Сконфигурируйте измерения пропускной способности

Логические переменные measureBLERForSCI и measureTputForSLSCH позволяет отключать измерения пропускной способности и всю связанную обработку приемника для SCI и SL-SCH соответственно. Это позволяет сконфигурировать симуляцию, чтобы измерить пропускную способность только для одного из каналов. Отключение обработки приемника для другого канала улучшает скорость выполнения.

measureBLERForSCI = true;
measureTputForSLSCH = true;

Выберите поведение приемника, когда не удается декодировать SCI

Логическая переменная sciAssumed управляет поведением симуляции в терминах эффекта декодирования канала управления на декодирование совместно используемого канала. Если sciAssumed true, приемник принимает, что сообщение SCI было правильно декодировано при попытке приема совместно используемого канала. Это позволяет измерять эффективность приема совместно используемого канала независимо от эффективности приема канала управления. Если sciAssumed является ложным, отказ декодирования канала управления подразумевает отказ декодирования совместно используемого канала. Обратите внимание, что если измерение пропускной способности для SCI отключено выше (measureBLERForSCI=false), и включено измерение пропускной способности для SL-SCH (measureTputForSLSCH=true), приемник принимает, что сообщение SCI было правильно декодировано при измерении пропускной способности SL-SCH независимо от настройки sciAssumed здесь.

sciAssumed = false;

Отобразите информацию о симуляции

Переменная displaySimulationInformation управляет отображением симуляции информации, такой как используемый идентификатор процесса HARQ и график выделения ресурсов для каждого подкадра. Для длительных симуляций рекомендуется выключать отображение, поскольку это увеличивает время симуляции.

displaySimulationInformation = true;

Отобразите V2X пул коммуникационных ресурсов Sidelink

Возможности передачи и приема для прямой связи по боковой линии связи связаны с набором периодически возникающих периодов временной области, известных как ресурсные пулы. UE может быть сконфигурировано с несколькими сообщениями и, следовательно, несколькими пулами ресурсов для передачи и приема. Один пул ресурсов содержит как общий, так и управляющий субкадры и пулы ресурсов, и конкретная передача определяется комбинацией полустатических параметров RRC с динамическими параметрами DCI/SCI. PSCCH, сопоставленный с PSSCH, передается в том же субкадре, либо на соседнем, либо несмежном PRB. В порядок для иллюстрации структуры V2X пулов ресурсов в примере используется класс V2XSidelinkResourcePool, который моделирует пул ресурсов и предоставляет параметры и методы для определения конкретной передачи. Метод V2XSidelinkResourcePool.displayPeriod создает график, показывающий местоположения пула ресурсов управления (темно-синий) и пула общих ресурсов (желтый) в пуле ресурсов.

resourcePool = V2XSidelinkResourcePool;
resourcePool.Config.NSLRB = ueConfig.NSLRB;
resourcePool.Config.DuplexMode = ueConfig.DuplexMode;
if displaySimulationInformation
    resourcePool.displayPeriod;
    drawnow;
end

Обработка Цепи

Чтобы определить пропускную способность в каждой точке ОСШ, субкадр по обработке субкадров цепи включает в себя:

  • Строение обновления для текущего процесса HARQ - UE либо содержит новые транспортные данные, либо повторно передает ранее отправленные транспортные данные PSSCH с другой версией избыточности. Все это обрабатывается планировщиком HARQ. Буфер HARQ decState сохраняет состояние декодера для мягкого объединения.

  • Создайте и закодируйте SCI сообщение - SCI сообщение содержит информацию о планировании бокового канала. Параметрами SCI являются: Priority указывает приоритет ProSe в относительных пакетах, ResourceReservation заданный более высокими слоями для резервирования ресурса для следующей передачи транспортного блока, RIV несущая информацию о выделении, TimeGap сигнализация временной разницы в подкадрах между начальной передачей и повторной передачей, ModCoding сигнализация схемы модуляции используются для приема и RetransmissionIdx PSSCH указывает, является ли передача первой или второй (повторная передача). Затем сообщение SCI кодируется и преобразуется в PSCCH для передачи. CRC сообщения SCI является скремблирующими тождествами для PSSCH.

  • Постройте график выделенных ресурсов - распределение ресурсов для первого процесса HARQ строится, если displaySimulationInformation флаг включен. Все процессы HARQ имеют одинаковые ресурсы PSSCH (оранжевый) и PSCCH (зеленый) блок распределения. PSCCH и PSSCH могут быть переданы на соседних или несмежных ресурсных блоках.

  • Создайте форму волны передачи - Передайте данные, сгенерированные UE, в каскад обработки физического слоя, чтобы получить модулированную форму волны SC-FDMA, содержащую физические каналы PSCCH и PSSCH и сигналы DRS.

  • Моделирование шумного канала - передайте форму волны через канал с замираниями и добавьте шум (AWGN).

  • Выполните слепое обнаружение PSCCH - ресурсы PSCCH и циклический сдвиг, используемые в передатчике в подкадре, неизвестны, поэтому синхронизация, оценка канала и декодирование выполняются для каждого набора PRB в пуле ресурсных блоков PSCCH (обеспечивается V2XSidelinkResourcePool.PSCCHResourceBlockPool для всех циклических сдвигов до тех пор, пока SCI не будет успешно декодирован или не будет выполнен поиск всего пула ресурсов. Смещение синхронизации для корреляции DM-RS с самым сильным пиком используется для синхронизации.

  • Выполните оценку канала PSCCH: оценка канала PSCCH выполняется с помощью lteSLChannelEstimatePSCCH. Блок оценки канала также производит оценку степени шума, которая может использоваться для эквализации MMSE.

  • Извлечение символов PSCCH и оценки канала: Принятые символы PSCCH извлекаются из ресурсной сетки субкадра, соответствующие оценки канала извлекаются с помощью lteExtractResources и индексы, предоставляемые ltePSCCHIndices.

  • Выполните эквализацию PSCCH: Символы PSCCH выравниваются по MMSE с помощью lteEqualizeMMSE с оценкой канала и оценкой шума, полученной выше.

  • Выполните демодуляцию PSCCH: Уравненные символы PSCCH демодулируются с помощью ltePSCCHDecode. Эта функция выполняет обратную стадию модуляции передатчика (ослабление преобразования SC-FDMA, демодуляция символов QPSK и дескремблирование).

  • Выполните декодирование SCI: попытка декодирования SCI выполняется с помощью lteSCIDecode. Количество исходных информационных бит в сообщении SCI определяется lteSCIInfo. Если декодированный CRC равен нулю, а восстановленная маска CRC является ожидаемым значением, декодирование SCI рассматривается успешным, и декодированные биты сообщений преобразуются в соответствующую структуру сообщений с помощью lteSCI. Значение маски CRC обеспечивает тождества скремблирования PSSCH, NXID.

Поведением декодирования совместно используемого канала относительно неудачного SCI-декодирования управляет переменная sciAssumed. Если sciAssumed является ложным, неудачное декодирование SCI немедленно подразумевает отказ декодирования SL-SCH, и дальнейшая обработка для текущего подкадра не происходит. Если sciAssumed true, переданное SCI сообщение принято известным приемнику и будет использоваться вместо принятого SCI сообщения. Если sciAssumed true или если декодирование SCI было успешно, приемник продолжает декодирование SL-SCH. Обратите внимание, что если измерение SCI BLER отключено, но разрешено измерение пропускной способности SL-SCH, то переданное SCI сообщение принято известным приемнику.

Для декодирования SL-SCH:

  • Получение распределения ресурсов PSSCH - RIV, полученный из восстановленного сообщения SCI, затем декодируется, чтобы получить количество подканалов и начальный подканал, выделенный для этой передачи. Это в сочетании с смежностью PSCCH, размером каждого подканала и первым выделенным ресурсным блоком обеспечивает набор выделенных RB PSSCH PRBSet.

  • Синхронизируйте и SC-FDMA демодулируйте подрамник, несущий PSSCH: Соответствующий подрамник формы волны синхронизируется с помощью lteSLFrameOffsetPSSCH. Синхронизированная форма волны является SC-FDMA демодулированной с использованием lteSLSCFDMADemodulate. Обратите внимание, что хотя управляющий и общий каналы передаются в одном и том же подкадре, достаточно выполнить синхронизацию и демодуляцию SC-FDMA только для PSCCH. Однако в этом примере, поскольку совместно используемый и управляющий канал могут быть независимо приняты, выполняются синхронизация PSSCH и демодуляция SC-FDMA. Это позволяет включить прием PSSCH, когда прием PSCCH отключен.

  • Выполните оценку канала PSSCH: оценка канала PSSCH выполняется с помощью lteSLChannelEstimatePSSCH. Блок оценки канала также производит оценку степени шума, которая может использоваться для эквализации MMSE.

  • Извлечение символов PSSCH и оценки канала: Принятые символы PSSCH извлекаются из ресурсной сетки субкадра, и соответствующие оценки канала извлекаются с помощью lteExtractResources и индексы, предоставляемые ltePSSCHIndices.

  • Выполните эквализацию PSSCH: Символы PSSCH выравниваются по MMSE с помощью lteEqualizeMMSE с оценкой канала и оценкой шума, полученной выше.

  • Выполните демодуляцию PSSCH: Уравненные символы PSSCH демодулируются с помощью ltePSSCHDecode. Эта функция выполняет обратную стадию модуляции передатчика (ослабление преобразования SC-FDMA, QPSK или 16QAM демодуляция символов и дескремблирование). Дескремблирование использует CRC PSCCH, полученный из каскада декодирования SCI.

  • Декодирование разделяемого канала Sidelink (SL-SCH) и сохранение ошибки CRC блока для UE - передача вектора декодированных мягких бит в lteSLSCHDecode, который декодирует кодовое слово и возвращает ошибку CRC блока, используемую для определения пропускной способности системы. Содержимое нового мягкого буфера, harqProcesses(harqID).decState, доступно на выходе этой функции, которая будет использоваться при декодировании следующего субкадра.

% Initialize variables used in the simulation and analysis
maxThroughputSLSCH = zeros(length(SNRIn),1);
simThroughputSLSCH = zeros(length(SNRIn),1);
simBLERSCI = zeros(length(SNRIn),1);

% Get the number of HARQ processes required
nHARQProcesses = floor(sfGap/tti);
% Calculate the HARQ ID sequence for each of the transmitting subframes
harqProcessSequence = zeros(1,NFrames*10);
for h = 1:nHARQProcesses
    harqProcessSequence(1+tti*(h-1):sfGap:NFrames*10) = h;
end

% Create the partial SCI message with the parameters that have fixed values
% for the simulation. Other parameters that have variable values will be
% set further down in the simulation loop
sciMessage = struct('SCIFormat','Format1');
sciMessage.TimeGap = sfGap;
% Set the PSSCH MCS according to the TBS and modulation scheme
[itbs,modn] = lteMCS(0:28,'PUSCH');
% According to TS 36.213 Section 14.1.1, for IMCS (0 to 28), the modulation
% order is set to Q' = min(4,Qm') where Qm' can be 2, 4 or 6. So change the
% cases where Qm' = 6 ('64QAM') to Qm' = 4 ('16QAM')
modn(strcmpi(modn, '64QAM')) = {'16QAM'};
% Filter valid transport block sizes according to modulation scheme used
possibleTBS = lteTBS(NPRB,itbs);
possibleTBS(~strcmpi(modn,ueConfig.Modulation)) = 0;
% Now set the MCS index according to the TBS
sciMessage.ModCoding = find(possibleTBS==TBS,1) - 1;

% Create new figure for displaying resource allocation, if required
if displaySimulationInformation
    figure;
end

% If SCI BLER is not being measured, 'sciAssumed' must be set so that the
% receiver can assume knowledge of the SCI
if (~measureBLERForSCI)
    sciAssumed = true;
end

rng('default');
for snrIdx = 1:numel(SNRIn)

    % Set the random number generator seed depending on the loop variable
    % to ensure independent random streams
    rng(snrIdx);

    % Initialize the state of all HARQ buffers
    harqProcess = struct('RVIdx',1,'data',[],'decState',[]);
    harqProcesses(1:nHARQProcesses) = harqProcess;
    RVSeq = [0 2];    % RV for initial transmission and retransmission

    % Set up variables for the main loop
    lastOffset = 0;       % Initialize overall frame timing offset
    frameOffset = 0;      % Initialize frame timing offset
    sharedbitTput = [];   % Number of successfully received bits per subframe
    txedTrBlkSizes = [];  % Number of transmitted bits per subframe
    controlErrors = [];   % Number of SCI block errors

    for subframeNo = 0:(NFrames*10-1)
        harqID = harqProcessSequence(subframeNo+1);
        if  harqID == 0
            % If there is no HARQ process transmitting in the current
            % subframe, continue to the next
            continue
        end

        % Update current HARQ process with new transport data and reset the
        % receive buffer if it is the initial transmission. The PSSCH is
        % transmitted twice with a gap of 'sfGap' subframes irrespective of
        % the success of the first transmission
        if harqProcesses(harqID).RVIdx == 1
            harqProcesses(harqID).data = randi([0 1], TBS, 1);
            harqProcesses(harqID).decState = [];
        end
        % Set the RV
        ueConfig.RV = RVSeq(harqProcesses(harqID).RVIdx);
        % Set the subframe number
        ueConfig.NSubframePSSCH = subframeNo;

        % Display run time information
        if displaySimulationInformation
            fprintf('Subframe: %d. HARQ process index: %d. Redundancy version: %d\n',subframeNo,harqID,ueConfig.RV)
        end

        % Channel time for the current subframe
        channel.InitTime = subframeNo/1000;

        % create an empty resource grid
        slgrid = lteSLResourceGrid(ueConfig);

        % Update the transmission config with the starting RB
        startingRB = rbStart(harqProcesses(harqID).RVIdx);
        resourcePool.Config.startRB_Subchannel_r14 = startingRB;

        % Calculate the RIV from the number of allocated subchannels and
        % the starting subchannel
        ueConfig.FirstSubchannelIdx = 0;
        beta = 0;
        if strcmpi(resourcePool.Config.adjacencyPSCCH_PSSCH_r14,'On')
            beta = 2;
        end
        lsubCH = ceil((NPRB+beta)/resourcePool.Config.sizeSubchannel_r14);
        sciMessage.RIV = resourcePool.encodeRIV(lsubCH,ueConfig.FirstSubchannelIdx);

        % Set the retransmission index
        sciMessage.RetransmissionIdx = harqProcesses(harqID).RVIdx - 1;

        % Create the SCI and message bits
        sciConfig = ueConfig;
        sciConfig.PSSCHNSubchannels = resourcePool.Config.numSubchannel_r14;
        [sciMessage, sciBits] = lteSCI(sciConfig,sciMessage);
        % Perform SCI encoding
        [cw,crc] = lteSCIEncode(sciConfig, sciBits);
        % NXID is the 16 bit CRC associated with the PSCCH SCI grant and is
        % used as the PSSCH scrambling identity
        ueConfig.NXID = crc;
        % Store NXID value in 'expectedNXID' so that the receiver won't
        % have to access 'sciMessage' at all
        expectedNXID = ueConfig.NXID;

        % Display the subframes and resource blocks for transmission. Note
        % that the allocations are the same for all HARQ processes and that
        % the plot does not show the subframe offset for HARQ processes
        % other than 1
        if (displaySimulationInformation) && (harqID==1)
            % Specify the additional parameters required for the resource
            % pool display
            sciMessage.FirstSubchannelIdx = ueConfig.FirstSubchannelIdx;
            sciMessage.SLIndex = 0;
            resourcePool.displayPeriod(sciMessage,10);
            drawnow;
        end

        % Create the PSCCH codeword
        pscchSymbols = ltePSCCH(cw);
        % Get the resource allocation for the PSCCH
        [pscchsf,pscchrb] = resourcePool.getPSCCHResources(setfield(sciMessage,'FirstSubchannelIdx',ueConfig.FirstSubchannelIdx)); %#ok<SFLD>
        % Select the resource for this transmission
        sciConfig.PRBSet = pscchrb(:,harqProcesses(harqID).RVIdx);
        % Get the PSCCH symbol indices
        pscchIndices = ltePSCCHIndices(sciConfig);
        % Map the PSCCH symbols on to the grid
        slgrid(pscchIndices) = pscchSymbols;

        % Define a random cyclic shift from the set {0,3,6,9} for each
        % PSCCH transmission
        sciConfig.CyclicShift = randi([0 3])*3;
        % Create the DM-RS symbols and indices
        pscchdrssymbols = ltePSCCHDRS(sciConfig);
        pscchdrsindices = ltePSCCHDRSIndices(sciConfig);
        % Map the PSCCH DRS symbols on to the grid
        slgrid(pscchdrsindices) = pscchdrssymbols;

        % Get the resource allocations for the two transmissions
        [psschsf,psschrb] = resourcePool.getPSSCHResources(setfield(sciMessage,'FirstSubchannelIdx',ueConfig.FirstSubchannelIdx)); %#ok<SFLD>
        % Now select the resource for this transmission
        ueConfig.PRBSet = psschrb(:,harqProcesses(harqID).RVIdx);
        % Calculate the PSSCH resource indices
        [psschIndices,psschinfo] = ltePSSCHIndices(ueConfig);

        % SL-SCH and PSSCH
        cw = lteSLSCH(ueConfig,psschinfo.G,harqProcesses(harqID).data);
        psschSymbols = ltePSSCH(ueConfig,cw);
        slgrid(psschIndices) = psschSymbols;

        % PSSCH DRS and DRS indices
        psschdrssymbols = ltePSSCHDRS(ueConfig);
        psschdrsindices = ltePSSCHDRSIndices(ueConfig);
        slgrid(psschdrsindices) = psschdrssymbols;

        % The SC-FDMA modulation will not use windowing due to the
        % piece-wise nature of the waveform construction
        windowing = 0;
        % perform sidelink SC-FDMA modulation
        [txWaveform,scfdmaInfo] = lteSLSCFDMAModulate(ueConfig,slgrid,windowing);

        % Add 25 sample padding. This is to cover the range of delays
        % expected from channel modeling (a combination of
        % implementation delay and channel delay spread)
        ntxants = size(txWaveform,2);
        txWaveform = [txWaveform; zeros(25, ntxants)]; %#ok<AGROW>

        % Pass data through channel model
        rxNoiselessWaveform = lteFadingChannel(channel,txWaveform);

        % Calculate noise gain
        SNR = 10^((SNRIn(snrIdx))/20);

        % Normalize noise power to take account of sampling rate,
        % which is a function of the IFFT size used in OFDM
        % modulation, and the number of antennas
        N0 = 1/(sqrt(2.0*ntxants*double(ofdmInfo.Nfft))*SNR);

        % Create AWGN
        noise = N0*complex(randn(size(rxNoiselessWaveform)),...
            randn(size(rxNoiselessWaveform)));

        % Add AWGN to the received time domain waveform
        rxWaveform = rxNoiselessWaveform + noise;

        %------------------------------------------------------------------
        %            Receiver
        %------------------------------------------------------------------

        % Define the receiver top-level configuration
        rxConfig = [];
        rxConfig.SidelinkMode = ueConfig.SidelinkMode;
        rxConfig.CyclicPrefixSL = ueConfig.CyclicPrefixSL;
        rxConfig.FirstSubchannelIdx = ueConfig.FirstSubchannelIdx;
        rxConfig.NSLRB = resourcePool.Config.NSLRB;
        rxConfig.DuplexMode = resourcePool.Config.DuplexMode;
        rxConfig.TDDConfig = resourcePool.Config.TDDConfig;
        rxConfig.PSSCHNSubchannels = resourcePool.Config.numSubchannel_r14;
        rxConfig.PSSCHSubchannelSize = resourcePool.Config.sizeSubchannel_r14;
        rxConfig.PSSCHAdjacency = resourcePool.Config.adjacencyPSCCH_PSSCH_r14;
        rxConfig.PSSCHSubchannelPRBStart = resourcePool.Config.startRB_Subchannel_r14;
        rxConfig.NSubframePSSCH = subframeNo; % Set the subframe number

        % If SCI BLER measurement is configured:
        sciDecoded = false;
        if measureBLERForSCI

            % Blind decoding of the control channel
            % We know that the current subframe contains control and data,
            % but do not know the location. Check for the SCI message in
            % the resource pool for all cyclic shifts till it is found or
            % the whole resource pool is searched
            pscchPool = resourcePool.PSCCHResourceBlockPool;
            % Re-arrange the resources into the possible PRB pairs
            pscchPool = reshape(pscchPool,2,numel(pscchPool)/2);

            p = 1;
            while p <= size(pscchPool,2) && ~sciDecoded

                % PSCCH DRS for V2X is transmitted on two consecutive RBs
                rxConfig.PRBSet = pscchPool(:,p);
                for cs = [0 3 6 9]
                    rxConfig.CyclicShift = cs;
                    [frameOffset,corr] = lteSLFrameOffsetPSCCH(rxConfig,rxWaveform);

                    % Perform subframe synchronization
                    if (frameOffset > 25) || (frameOffset < 0)
                        frameOffset = lastOffset;
                    end
                    lastOffset = frameOffset;

                    % Perform SC-FDMA demodulation on the received data to obtain
                    % the resource grid
                    rxSubframe = lteSLSCFDMADemodulate(rxConfig,rxWaveform(1+frameOffset:end,:));

                    % Perform channel estimation
                    if(perfectChanEstimator)
                        [hest,nest] = perfectChannelEstimate(rxConfig,channel,noise,frameOffset);
                    else
                        [hest,nest] = lteSLChannelEstimatePSCCH(rxConfig,cec,rxSubframe);
                    end
                    % Get the PSCCH candidate for the current PRBSet,
                    % extract the corresponding received symbols and
                    % channel estimate and perform equalization
                    pscchCandidate = ltePSCCHIndices(rxConfig);
                    [pscchRx,pscchHest] = lteExtractResources(pscchCandidate,rxSubframe,hest);
                    pscchSymbols = lteEqualizeMMSE(pscchRx,pscchHest,nest);

                    % Demodulate the PSCCH
                    codedsciBits = ltePSCCHDecode(pscchSymbols);

                    % Get the payload size for the Release 14 V2X SCI message
                    scilengthinfo = lteSCIInfo(rxConfig);
                    % Decode the SCI and recover the message
                    [rxinfo,rxSCIErr,rxcrc] = lteSCIDecode(scilengthinfo.Format1,codedsciBits);
                    if  ~rxSCIErr && (rxcrc==expectedNXID)
                        sciMessageRx = lteSCI(rxConfig,rxinfo);
                        rxConfig.NXID = rxcrc;
                        sciDecoded = true;
                        if (displaySimulationInformation)
                            fprintf('   SCI decoded\n');
                        end
                        break;
                    end

                end
                % Increment the pool index
                p = p+1;
            end
            if ~sciDecoded
                 if (displaySimulationInformation)
                    fprintf('   SCI decoding failed\n');
                 end
            end

            % Store values needed to calculate BLER
            controlErrors = [controlErrors ~sciDecoded];  %#ok<AGROW>
        end

        % If SCI decoding failed and the SCI is assumed for SL-SCH
        % decoding, set the decoded SCI message equal to the transmitted
        % SCI message. Also set the NXID to the expected value
        if (~sciDecoded) && (sciAssumed)
            sciMessageRx = sciMessage;
            rxConfig.NXID = expectedNXID;
        end

        % If SL-SCH throughput measurement is configured and if the SCI was
        % successfully decoded or if SCI decoding success is assumed,
        % perform PSSCH reception and SL-SCH decoding
        if measureTputForSLSCH
            if (sciDecoded || sciAssumed)

                % Get the PSSCH resource allocation from the decoded SCI
                % message and pool configuration
                rxConfig.PRBSet = lteSCIResourceAllocation(rxConfig,sciMessageRx);

                % Perform subframe synchronization
                frameOffset = lteSLFrameOffsetPSSCH(rxConfig,rxWaveform);
                if (frameOffset > 25) || (frameOffset < 0)
                    frameOffset = lastOffset;
                end
                lastOffset = frameOffset;

                % Perform SC-FDMA demodulation on the received data to obtain
                % the resource grid
                rxSubframe = lteSLSCFDMADemodulate(rxConfig,rxWaveform(1+frameOffset:end,:));

                % Perform channel estimation, extract the received PSSCH
                % symbols and the corresponding channel estimate, and
                % perform equalization
                if(perfectChanEstimator)
                    [hest,nest] = perfectChannelEstimate(rxConfig,channel,noise,frameOffset);
                else
                    [hest,nest] = lteSLChannelEstimatePSSCH(rxConfig,cec,rxSubframe);
                end
                [psschRx,psschHest] = lteExtractResources(psschIndices,rxSubframe,hest);
                psschSymbols = lteEqualizeMMSE(psschRx,psschHest,nest);

                % Demodulate the PSSCH
                [~,rxConfig.Modulation] = lteMCS(sciMessageRx.ModCoding,'PUSCH');
                if (strcmpi(rxConfig.Modulation,'64QAM'))
                    rxConfig.Modulation = '16QAM';
                end
                codedSlschBits = ltePSSCHDecode(rxConfig,psschSymbols);

                % Decode the SL-SCH, including soft combining into the
                % receiver buffer and check the CRC
                rxConfig.NTurboDecIts = 5;  % Turbo decoder iterations
                rxConfig.RV = RVSeq(harqProcesses(harqID).RVIdx);
                [~,slschCRC,harqProcesses(harqID).decState] = ...
                        lteSLSCHDecode(rxConfig,TBS,codedSlschBits, ...
                        harqProcesses(harqID).decState);
                slschDecoded = ~slschCRC;

            else
                % If SCI decoding failed, SL-SCH decoding also failed
                slschDecoded = false;
            end
            % Store values needed to calculate throughput
            sharedbitTput = [sharedbitTput TBS*slschDecoded]; %#ok<AGROW>
            txedTrBlkSizes = [txedTrBlkSizes TBS]; %#ok<AGROW>
            if (displaySimulationInformation)
                if  slschDecoded
                    fprintf('   SL-SCH decoded\n');
                else
                    fprintf('   SL-SCH decoding failed\n');
                end
            end

        end

        % Update the RV sequence index for the next transmission
        harqProcesses(harqID).RVIdx = mod(harqProcesses(harqID).RVIdx,size(RVSeq,2))+1;

    end

    if measureBLERForSCI

        % Calculate the SCI BLER
        simBLERSCI(snrIdx) = 100*mean(controlErrors,2);

        % Display the results dynamically in the command window
        fprintf('\nSNR = %.2f dB. SCI BLER(%%) for %d Frame(s) = %.4f %%\n',...
        SNRIn(snrIdx),NFrames,simBLERSCI(snrIdx));
    end

    if measureTputForSLSCH

        % Calculate the maximum and simulated throughput
        maxThroughputSLSCH(snrIdx) = sum(txedTrBlkSizes); % Max possible throughput
        simThroughputSLSCH(snrIdx) = sum(sharedbitTput);  % Simulated throughput

        % Display the results dynamically in the command window
        fprintf('\nSNR = %.2f dB. SL-SCH Throughput for %d Frame(s) = %.4f Mbps\n',...
             SNRIn(snrIdx),NFrames,1e-6*simThroughputSLSCH(snrIdx)/(NFrames*10e-3));
        fprintf('SNR = %.2f dB. SL-SCH Throughput(%%) for %d Frame(s) = %.4f %%\n',...
        SNRIn(snrIdx),NFrames,simThroughputSLSCH(snrIdx)*100/maxThroughputSLSCH(snrIdx));
    end

end
Subframe: 0. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoding failed
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 4. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 8. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 12. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 16. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 20. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 24. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 28. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 32. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed
Subframe: 36. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoding failed

SNR = -5.00 dB. SCI BLER(%) for 4 Frame(s) = 10.0000 %

SNR = -5.00 dB. SL-SCH Throughput for 4 Frame(s) = 0.2622 Mbps
SNR = -5.00 dB. SL-SCH Throughput(%) for 4 Frame(s) = 30.0000 %
Subframe: 0. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 4. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 8. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 12. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 16. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 20. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 24. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 28. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 32. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 36. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded

SNR = 0.00 dB. SCI BLER(%) for 4 Frame(s) = 0.0000 %

SNR = 0.00 dB. SL-SCH Throughput for 4 Frame(s) = 0.8740 Mbps
SNR = 0.00 dB. SL-SCH Throughput(%) for 4 Frame(s) = 100.0000 %
Subframe: 0. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 4. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 8. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 12. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 16. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 20. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 24. HARQ process index: 1. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 28. HARQ process index: 2. Redundancy version: 2
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 32. HARQ process index: 1. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded
Subframe: 36. HARQ process index: 2. Redundancy version: 0
   SCI decoded
   SL-SCH decoded

SNR = 5.00 dB. SCI BLER(%) for 4 Frame(s) = 0.0000 %

SNR = 5.00 dB. SL-SCH Throughput for 4 Frame(s) = 0.8740 Mbps
SNR = 5.00 dB. SL-SCH Throughput(%) for 4 Frame(s) = 100.0000 %

Результаты по пропускной способности

Результаты симуляции отображаются в командном окне MATLAB ® после завершения каждой точки ОСШ. Они также захватываются в выходных массивах simBLERSCI, simThroughputSLSCH и maxThroughputSLSCH. Для каждой моделируемой точки ОСШ, simBLERSCI сохраняет измеренный SCI BLER, simThroughputSLSCH сохраняет измеренную пропускную способность SL-SCH в количестве бит и maxThroughputSLSCH сохраняет максимально возможную пропускную способность SL-SCH в количестве бит.

if measureBLERForSCI
    % Plot PSCCH/SCI BLER
    plotResults('SCI', 'BLER',channel,SNRIn,simBLERSCI);
end

if measureTputForSLSCH
    % Plot PSSCH/SL-SCH throughput
    plotResults('SL-SCH', 'Throughput',channel,SNRIn,simThroughputSLSCH*100./maxThroughputSLSCH);
end

Для статистически допустимых результатов симуляция должно выполняться для большего количества систем координат. Рисунки ниже показывают результаты SCI BLER и SL-SCH пропускной способности при симуляции 1000 систем координат для расширенной области значений значений ОСШ с практической оценкой канала.

Библиография

  1. 3GPP TS 36.213 «Процедуры физического слоя»

  2. 3GPP TS 36.101 «Радиопередача и прием пользовательского оборудования (UE)»

Локальные функции

Этот пример использует эти вспомогательные функции.

  • perfectChannelEstimate: совершенная оценка канала

  • plotResults: постройте график результатов примера

% Calculate the perfect channel estimate and the noise estimate
function [hest,nest] = perfectChannelEstimate(rxConfig,channel,noise,frameOffset)
    % Use the uplink perfect channel estimator to calculate
    % the sidelink estimate as both use SC-FDMA
    rxConfig.NTxAnts = 1;
    rxConfig.NULRB = rxConfig.NSLRB;
    hest = lteULPerfectChannelEstimate(rxConfig,channel,frameOffset);
    noiseGrid = lteSLSCFDMADemodulate(rxConfig,noise(1+frameOffset:end ,:));
    nest = var(noiseGrid(:));
end

% Plot the SCI BLER or SL-SCH Throughput
function plotResults(chName,simOpt,channel,xvalues,yvalues)
    fadingDescription = sprintf('%s%s',channel.DelayProfile,num2str(channel.DopplerFreq));
    figure;
    plot(xvalues, yvalues,'*-.');
    v = axis;
    axis([v(1) v(2) -10 110])
    title(sprintf('V2X Sidelink %s %s (%%) in %s fading and AWGN',chName,simOpt,fadingDescription));
    xlabel('SNR (dB)');
    ylabel([simOpt ' (%)']);
    grid on;
end
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте