OFDM Equalizer

Выравнивание данных OFDM с помощью оценок канала

Библиотека:
Беспроводной HDL Toolbox/модуляция

Описание

Блок OFDM Equalizer выравнивает данные OFDM с помощью оценок канала. Блок поддерживает алгоритмы нулевой силы (ZF) и минимальной средней квадратной ошибки (MMSE) для эквализации канала в частотный диапазон. Блок принимает символы данных, оцененный канал (hEst) и оцененную длину канала на каждый символ (hEstLen) порты данных и valid и loadhEst порты управления. Блок выводит выравниваемый порт данных и valid порт управления.

Можно использовать этот блок для выравнивания эффектов канала в различных стандартах связи, таких как долгосрочная эволюция (LTE) [1], 5G стандарт нового радио (NR) TS 38.212 [2] и беспроводная локальная сеть (WLAN) [3].

Блок обеспечивает интерфейс и архитектуру, подходящую для генерации HDL-кода и аппаратного развертывания.

Порты

Вход

расширить все

`data` - данные OFDM
скаляр

Данные OFDM, заданные как комплексный скаляр.

double и single типы данных поддерживаются для симуляции, но не для генерации HDL-кода.

Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | signed fixed point

`hEst` - Оценочные данные канала
скаляр

Оценочные данные канала, заданные как комплексный скаляр.

Тип входных данных должен быть fixdt(1,k,m), где k меньше или равно 30, и m меньше k.

double и single типы данных поддерживаются для симуляции, но не для генерации HDL-кода.

Типы данных: single | double | int8 | int16 | fixed point

`valid` - Управление для указания допустимых входных данных
скаляр

Управление для указания допустимых входных данных, заданное как логический скаляр.

Этот порт является управляющим сигналом, который указывает, когда входное data и hEst значения портов действительны. Когда это значение 1блок захватывает значения из data и hEst входных портов. Когда это значение 0блок игнорирует значения портов data и hEst входа.

Типы данных: Boolean

`hEstLen` - Длина расчетного канала на символ
скаляр

Длина предполагаемого канала на символ, заданная как скаляр в области значений от 2 до 65 536.

Чтобы поддержать минимальное количество поднесущих на символ, этот тип данных должен быть fixdt(0,k,0), где k больше или равно 2.

double и single типы данных поддерживаются для симуляции, но не для генерации HDL-кода.

Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point

`loadhEst` - Управление оценками канала
скаляр

Канал оценивает управление, заданное как логический скаляр.

Когда это значение 1блок загружает оценки канала до тех пор, пока длина оценки канала не будет задана портом hEstLen входа. hEstLen дискретизируется в loadhEst.

Когда это значение 0, и вход 1блок выполняет эквализацию с ранее выбранными hEstLen входа и сохраненными hEst входа значениями. Если ранее выбранное hEstLen значение не доступно, блок выполняет эквализацию с мгновенными входами data, hEst и nVar. Для получения дополнительной информации см. «Алгоритмы».

Типы данных: Boolean

`nVar` - Отклонение шума
скаляр

Шумовое отклонение, заданная как скаляр.

Когда входной valid 1блок производит выборку nVar порта. Это значение должно быть типа данных fixdt(0,k,m), где k меньше или равно 16, и m меньше или равно k.

double и single типы данных поддерживаются для симуляции, но не для генерации HDL-кода.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Equalization method равным MMSE.

Типы данных: single | double | uint8 | uint16 | fixed point

`reset` - Сброс внутренних состояний
скаляр

Сбросьте внутренние состояния блока, чтобы начать с новых данных, заданных как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Enable reset input port.

Типы данных: Boolean

Выход

расширить все

`data` - Комплексные выходные данные
скаляр

Комплексные выходные данные, возвращенные как скаляр. Тип выходных данных совпадает с типом входных данных.

Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | signed fixed point

`valid` - Указывает на действительные выходные данные
скаляр

Указывает допустимые выходные данные, возвращенные как логический скаляр.

Этот порт является управляющим сигналом, который указывает, когда data выходной порт действителен. Когда выборки данных доступны на data выходном порте, блок устанавливает это значение valid выхода равным 1.

Типы данных: Boolean

Параметры

расширить все

`Equalization method` - Метод эквализации
`ZF` (по умолчанию) | `MMSE`

Выберите метод эквализации. Для получения дополнительной информации о методах эквализации, см. Алгоритмы.

`Maximum length of channel estimate per symbol` - Максимальная длина оценки канала на символ
`52` (по умолчанию) | целое число в области значений от 2 до 65, 536

Задайте максимальную длину оценки канала на символ.

Чтобы поддержать минимальное количество поднесущих на символ, которое составляет 2, тип данных hEstLen входа должен быть fixdt(0,k,0), где k больше или равно 2.

`Enable reset input port` - Сигнал сброса
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить reset входной порт.

Примеры моделей

Equalize OFDM Data Using Channel Estimates

Выравнивание данных OFDM с помощью оценок канала

Используйте блок OFDM Equalizer, чтобы выровнять поднесущие данных, используя оценки канала. В этом примере модель использует первую систему координат, чтобы оценить канал, сохранить оценки и выравнивает оставшиеся системы координат, используя сохраненные оценки канала. Подсистема алгоритма HDL в этом примере поддерживает генерацию HDL-кода.

Алгоритмы

расширить все

Блок OFDM Equalizer поддерживает алгоритмы ZF и MMSE для эквализации канала в частотный диапазон. Блок хранит оцененную информацию канала, чтобы выровнять символы OFDM и генерирует выравненный выход, используя эти алгоритмы.

Последовательность операций блока OFDM Equalizer реализована с использованием этих блоков подсистемы: Выборка и управление информацией, Хранение и извлечение оценок канала и ZF/MMSE эквализация. Этот рисунок показывает эти блоки.

OFDM Equalizer block architecture

Sample and control information блокирует выборки и подтверждает вход hEstLen на основе входного сигнала loadhEst, подтверждает входы hEst и nVar на основе входного сигнала validIn и выводит выходы дискретизированного hEstOut , выходные данные nVarOut и информационные сигналы управления, которые используются при хранении и извлечении информации канала. Блок Store and retrieve channel estimates хранит и извлекает канал с помощью ОЗУ и коммутаторов. Блок ZF/MMSE Equalization выполняет ZF или MMSE эквализацию, используя эти уравнения. Входной порт nVar доступен, когда вы задаете значение параметра Equalization method MMSE.

Алгоритм ZF:

$d a t a O u t_{p} = (h E s t_{p}^{*} \times d a t a I n_{p}) / | h E s t_{p} |^{2}$
Алгоритм MMSE:

$d a t a O u t_{p} = (h E s t_{p}^{*} \times d a t a I n_{p}) / (| h E s t_{p} |^{2} + n V a r_{p})$

В этих уравнениях,

dataIn - демодулированный выход, предоставляемый как вход в блок
hEst - предполагаемый канал
hEst^* - гермитин предполагаемого канала
dataOut - выравниваемый выход
nVar - отклонение шума
p равно 0, 1,.... NSPS, где NSPS - количество поднесущих на символ.

Этот рисунок показывает пример операции блока, когда вы устанавливаете параметр Equalization method равным ZF.

Timing diagram showing OFDM Equalizer block operation

На этом рисунке можно увидеть, как три символа (Символ 1, Символ 2 и Символ 3) вводятся в dataIn порт. Когда вход validIn 1 (высокий) и вход loadHest 1 (высокий), блок дискретизирует hEstlLen входное значение, которое 72 в этом примере. Основываясь на hEstlLen значении, для Symbol 1, блок обеспечивает выравнивание выхода для мгновенных значений hEst вход. Когда значение loadHest меняется на 0 (low), блок сохраняет значения hEst и обеспечивает выравнивание выхода для символа 2 на основе сохраненных значений hEst. Значение hEstLen остается неизменным до тех пор, пока loadHest не изменится на 0 (низкий). Точно так же для символа 3 блок обеспечивает выравнивание выходных параметров для мгновенных значений hEst на основе hEstlLen значения, которое 52 в этом примере.

Время ожидания

Этот рисунок показывает пример выхода блока OFDM Equalizer, когда вы устанавливаете параметр Equalization method равным MMSE и параметр Maximum length of channel estimate per symbol для 52. Задержка блока составляет 92 такта.

Эффективность

Эффективность синтезированного HDL-кода варьируется с вашей целью и опциями синтеза.

В этой таблице показаны результаты синтеза ресурсов и данных о эффективности блока, когда вы устанавливаете параметр Equalization method равным MMSE, параметр Maximum length of channel estimate per symbol для 52и hEstLen порт для 20. Входные данные имеют тип данных fixdt(1,28,16). Сгенерированный HDL нацелен на Xilinx^® Zynq^®- 7000 ZC706 оценочного совета. Проект достигает тактовой частоты 244,6 МГц.

Ресурс	Используемое число
Срез LUTs	7380
Регистры срезов	8063
DSPs	24
Блокируйте ОЗУ	0

Ссылки

[1] 3GPP TS 36.211 версии 14.2.0 Release 14. «Физические каналы и модуляция». LTE - Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA).

[2] 3GPP TS 38.212. "NR; Мультиплексирование и канальное кодирование ". 3-ья Генерация проект Партнерства; Группа технических спецификаций Радиосеть доступ.

[3] «Управление доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физическим слоем (PHY) Спецификаций». IEEE Std 802.11 - 2012.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Этот блок поддерживает генерацию кода C/C + + для Simulink^® режимы Accelerator и Rapid Accelerator и для генерации компонентов DPI.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и VHDL код для FPGA и ASIC проектов с использованием HDL- Coder™.

HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции строения, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику.

Архитектура HDL

Этот блок имеет одну архитектуру HDL по умолчанию.

Свойства блоков

ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров для размещения на выходах путем перемещения существующих задержек в рамках вашего проекта. Распределённая конвейеризация не перераспределяет эти регистры. Значение по умолчанию является `0`. Для получения дополнительной информации смотрите ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder).
InputPipeline	Количество входных этапов конвейера для вставки в сгенерированный код. Распределённая конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию является `0`. Для получения дополнительной информации смотрите InputPipeline (HDL Coder).
OutputPipeline	Количество выходных этапов конвейера для вставки в сгенерированный код. Распределённая конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию является `0`. Для получения дополнительной информации смотрите OutputPipeline (HDL Coder).

Ограничения

Вы не можете сгенерировать HDL для этого блока внутри Resettable Synchronous Subsystem (HDL Coder).

См. также

Блоки

OFDM Channel Estimator

Функции

nrEqualizeMMSE (5G Toolbox) | lteEqualizeMMSE (LTE Toolbox) | lteEqualizeZF (LTE Toolbox)

Введенный в R2021a

Документация

OFDM Equalizer

Описание

Порты