Улучшение луча конца передачи нисходящего канала NR Используя CSI-RS

Этот пример демонстрирует нисходящую процедуру улучшения луча конца передачи с помощью опорного сигнала информации о состоянии канала (CSI-RS) от 5G Toolbox™. Пример показывает, как передать несколько ресурсов CSI-RS в различных направлениях в рассеивающейся среде и как выбрать оптимальный луч передачи на основе измерений мощности приемника опорного сигнала (RSRP).

Введение

В 5G NR частотный диапазон 2 (FR2) работает с волной миллиметра (mmWave) частотами (от 24,25 ГГц до 52,6 ГГц). Когда частота увеличивается, переданный сигнал подвержен высокой потере на пути и потере проникновения, которая влияет на бюджет ссылки. Чтобы улучшить усиление и направленность передачи и прием сигналов на более высоких частотах, beamforming важен. Управление лучом является набором Слоя 1 (физический уровень) и Слой 2 (среднее управление доступом) процедуры, чтобы установить и сохранить оптимальную пару луча (луч передачи, и соответствие получают луч) для хорошей возможности соединения. Раздел TR 38.802 6.1.6.1 [1] задает управление лучом как три процедуры:

Процедура 1 (p-1): Эта процедура фокусируется на начальном захвате на основе блоков сигнала синхронизации (SSB). Во время начального захвата развертка луча происходит и в передаче, и получите концы, чтобы выбрать лучшую пару луча на основе измерений RSRP. В общем случае выбранные лучи широки и не могут быть оптимальной парой луча для передачи данных и приема. Для получения дополнительной информации об этой процедуре смотрите, что Луч NR SSB Развертывается (5G Toolbox).

Процедура 2 (p-2): Эта процедура фокусируется на улучшении луча конца передачи, где развертка луча происходит в конце передачи путем хранения получить луча зафиксированным. Процедура основана на CSI-RS "не нулевая степень" (NZP-CSI-RS) для нисходящего улучшения луча конца передачи и звучание опорным сигналом (SRS) для восходящего улучшения луча конца передачи.

После начального установления луча, получая одноадресную передачу данных с высокой направленностью и высоким усилением требует луча, намного более прекрасного, чем луч SSB. Поэтому набор ресурсов опорного сигнала сконфигурирован и передан в различных направлениях при помощи более прекрасных лучей в угловой области значений луча от начального процесса захвата. Затем оборудование пользователя (UE) или узел сети доступа (gNB) измеряются, все эти лучи путем получения сигналов с фиксированным получают луч. Наконец, лучший луч передачи выбран на основе измерений RSRP на всех лучах передачи.

Процедура 3 (p-3): Эта процедура фокусируется на корректировке луча получать-конца, где развертка луча происходит в получить конце, учитывая текущий луч передачи. Этот процесс стремится находить, что лучшие получают луч, который может быть соседним лучом или усовершенствованным лучом. Для этой процедуры набор ресурсов опорного сигнала (NZP-CSI-RS для нисходящего канала и SRS для восходящего канала) передается с тем же лучом передачи и UE, или gNB получает сигнал с помощью различных лучей от различных направлений, покрывающих угловую область значений. Наконец, лучшие получают луч, выбран на основе измерений RSRP на всех, получают лучи.

Этот пример фокусируется на нисходящем улучшении луча в передатчике. Пример работает и на частотный диапазон 1 (FR1) и на частотный диапазон 2 (FR2) 5G NR. Этот рисунок изображает процедуру улучшения луча конца передачи, считая четыре ресурса NZP-CSI-RS переданными в четырех различных направлениях.

Этот рисунок показывает основные шаги обработки этого примера с улучшением луча конца передачи связанные с процессом шаги в цвете.

Сгенерируйте ресурсы CSI-RS

Сконфигурируйте несущую

Создайте объект настройки несущей представление несущей на 50 МГц с расстоянием между поднесущими 30 кГц.

carrier = nrCarrierConfig;
% Maximum transmission bandwidth configuration for 50 MHz carrier with 30 kHz subcarrier spacing
carrier.NSizeGrid = 133;
carrier.SubcarrierSpacing = 30;
carrier.NSlot = 0;
carrier.NFrame = 0
carrier = 
  nrCarrierConfig with properties:

              NCellID: 1
    SubcarrierSpacing: 30
         CyclicPrefix: 'normal'
            NSizeGrid: 133
           NStartGrid: 0
                NSlot: 0
               NFrame: 0

   Read-only properties:
       SymbolsPerSlot: 14
     SlotsPerSubframe: 2
        SlotsPerFrame: 20

Сконфигурируйте CSI-RS

Создайте объект настройки CSI-RS представление набора ресурсов NZP-CSI-RS с numNZPRes количество ресурсов NZP-CSI-RS. Для измерений Слоя 1 RSRP сконфигурируйте все ресурсы CSI-RS в наборе ресурсов с тем же количеством портов антенны (или однопортовый или двухпортовый), как задано в Разделе TS 38.215 5.1.2 [2] или Разделе TS 38.214 5.1.6.1.2 [3]. Этот пример работает на однопортовый CSI-RS.

numNZPRes = 12;
csirs = nrCSIRSConfig;
csirs.CSIRSType = repmat({'nzp'},1,numNZPRes);
csirs.CSIRSPeriod = 'on';
csirs.Density = repmat({'one'},1,numNZPRes);
csirs.RowNumber = repmat(2,1,numNZPRes);
csirs.SymbolLocations = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
csirs.SubcarrierLocations = repmat({0},1,numNZPRes);
csirs.NumRB = 25
csirs = 
  nrCSIRSConfig with properties:

              CSIRSType: {1x12 cell}
            CSIRSPeriod: 'on'
              RowNumber: [2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2]
                Density: {1x12 cell}
        SymbolLocations: {[0]  [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11]}
    SubcarrierLocations: {[0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]  [0]}
                  NumRB: 25
               RBOffset: 0
                    NID: 0

   Read-only properties:
          NumCSIRSPorts: [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
                CDMType: {1x12 cell}

% Validate CSI-RS antenna ports
validateCSIRSPorts(csirs);

% Get the binary vector to represent the presence of each CSI-RS resource
% in a specified slot
csirsTransmitted = getActiveCSIRSRes(carrier,csirs);

Сконфигурируйте масштабирование степени всех ресурсов NZP-CSI-RS в децибелах (дБ).

powerCSIRS = 0;

Сгенерируйте символы CSI-RS и индексы

Сгенерируйте символы CSI-RS и индексы при помощи carrier и csirs объекты настройки. Чтобы отличить каждый ресурс CSI-RS выход отдельно, задайте OutputResourceFormat,'cell' пара "имя-значение".

csirsSym = nrCSIRS(carrier,csirs,'OutputResourceFormat','cell')
csirsSym=1×12 cell array
  Columns 1 through 4

    {25x1 double}    {25x1 double}    {25x1 double}    {25x1 double}

  Columns 5 through 8

    {25x1 double}    {25x1 double}    {25x1 double}    {25x1 double}

  Columns 9 through 12

    {25x1 double}    {25x1 double}    {25x1 double}    {25x1 double}

csirsInd = nrCSIRSIndices(carrier,csirs,'OutputResourceFormat','cell')
csirsInd=1×12 cell array
  Columns 1 through 4

    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}

  Columns 5 through 8

    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}

  Columns 9 through 12

    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}    {25x1 uint32}

Сконфигурируйте антенные решетки и рассеиватели

Сконфигурируйте массивы передающей и приемной антенны

Сконфигурируйте несущую частоту и скорость распространения сигнала.

% Set the carrier frequency
fc = 3.5e9;
freqRange = validateFc(fc);

% Set the propagation speed
c = physconst('LightSpeed');
% Calculate wavelength
lambda = c/fc;

Сконфигурируйте размер массивов передающей и приемной антенны как двухэлементный вектор, где первый элемент представляет количество строк, и второй элемент представляет количество столбцов в антенной решетке.

txArySize = [8 8];
rxArySize = [2 2];

Вычислите общее количество элементов передающей и приемной антенны.

nTx = prod(txArySize);
nRx = prod(rxArySize);

Сконфигурируйте положения массивов передающей и приемной антенны. Затем вычислите потери при распространении в свободном пространстве на основе пространственного разделения между положениями передающей и приемной антенны массивов.

% Configure antenna array positions
txArrayPos = [0;0;0];
rxArrayPos = [100;50;0];

% Calculate the free space path loss
toRxRange = rangeangle(txArrayPos,rxArrayPos);
spLoss = fspl(toRxRange,lambda);

Сконфигурируйте универсальную линейную матрицу (ULA) или универсальный прямоугольный массив (URA) на основе размеров массивов антенн.

% Initialize the flags to choose between URA and ULA
isTxRectArray = false;
isRxRectArray = false;

% Enable isTxRectArray if both the number of rows and columns of transmit
% antenna array are greater than one
if ~any(txArySize == 1)
    isTxRectArray = true;
end
% Enable isRxRectArray if both the number of rows and columns of receive
% antenna array are greater than one
if ~any(rxArySize == 1)
    isRxRectArray = true;
end

% Configure the transmit and receive antenna elements
txAntenna = phased.IsotropicAntennaElement('BackBaffled',true);  % To avoid transmission beyond +/- 90
                                                                 % degrees from the broadside, baffle
                                                                 % the back of the transmit antenna
                                                                 % element by setting the BackBaffled
                                                                 % property to true
rxAntenna = phased.IsotropicAntennaElement('BackBaffled',false); % To receive the signal from 360 degrees,
                                                                 % set the BackBaffled property to false

% Configure transmit antenna array
if isTxRectArray
    % Create a URA System object for signal transmission
    txArray = phased.URA('Element',txAntenna,'Size',txArySize,'ElementSpacing',lambda/2);
else
    % Create a ULA System object for signal transmission
    txArray = phased.ULA('Element',txAntenna,'NumElements',nTx,'ElementSpacing',lambda/2);
end

% Configure receive antenna array
if isRxRectArray
    % Create a URA System object for signal reception
    rxArray = phased.URA('Element',rxAntenna,'Size',rxArySize,'ElementSpacing',lambda/2);
else
    % Create a ULA System object for signal reception
    rxArray = phased.ULA('Element',rxAntenna,'NumElements',nRx,'ElementSpacing',lambda/2);
end

Сконфигурируйте рассеиватели

fixedScatMode = true;
rng(42);
if fixedScatMode
    % Fixed single scatterer location
    numScat = 1;
    scatPos = [60;10;15];
else
    % Generate scatterers at random positions
    numScat = 10; %#ok<UNRCH> 
    azRange = -180:180;
    randAzOrder = randperm(length(azRange));
    elRange = -90:90;
    randElOrder = randperm(length(elRange));
    azAngInSph = deg2rad(azRange(randAzOrder(1:numScat)));
    elAngInSph = deg2rad(elRange(randElOrder(1:numScat)));
    r = 20;
    
    % Transform spherical coordinates to Cartesian coordinates
    [x,y,z] = sph2cart(azAngInSph,elAngInSph,r);
    scatPos = [x;y;z] + (txArrayPos + rxArrayPos)/2;
end

Передайте Beamforming и модуляцию OFDM

Вычислите держащиеся векторы

Создайте держащуюся векторную Систему object™ для массива передающей антенны.

txArrayStv = phased.SteeringVector('SensorArray',txArray,'PropagationSpeed',c);

Вычислите угол положения рассеивателя относительно массива передающей антенны.

[~,scatAng] = rangeangle(scatPos(:,1),txArrayPos); % Pointing towards the first scatterer position, in case of multiple scatterers

Сконфигурируйте азимут и ширину луча вертикального изменения луча передачи SSB от начального процесса захвата (P-1).

azTxBeamWidth = 30; % In degrees
elTxBeamWidth = 30; % In degrees

Получите направление луча передачи SSB, которое выравнивается (частично или полностью) к позиции рассеивателя, при помощи ширины луча в плоскостях вертикального изменения и азимуте.

ssbTxAng = getInitialBeamDir(scatAng,azTxBeamWidth,elTxBeamWidth);

Вычислите направления луча (азимут и пары угла возвышения) для всех активных ресурсов CSI-RS в угловой области значений, покрытой лучом передачи SSB.

% Get the number of transmit beams based on the number of active CSI-RS resources in a slot
numBeams = sum(csirsTransmitted);

% Get the azimuthal sweep range based on the SSB transmit beam direction
% and its beamwidth in azimuth plane
azSweepRange = [ssbTxAng(1) - azTxBeamWidth/2 ssbTxAng(1) + azTxBeamWidth/2];

% Get the elevation sweep range based on the SSB transmit beam direction
% and its beamwidth in elevation plane
elSweepRange = [ssbTxAng(2) - elTxBeamWidth/2 ssbTxAng(2) + elTxBeamWidth/2];

% Get the azimuth and elevation angle pairs for all NZP-CSI-RS transmit beams
azBW = beamwidth(txArray,fc,'Cut','Azimuth');
elBW = beamwidth(txArray,fc,'Cut','Elevation');
csirsBeamAng = hGetBeamSweepAngles(numBeams,azSweepRange,elSweepRange,azBW,elBW);

Вычислите держащиеся векторы для всех активных ресурсов CSI-RS.

wT = zeros(nTx,numBeams);
for beamIdx = 1:numBeams
    tempW = txArrayStv(fc,csirsBeamAng(:,beamIdx));
    wT(:,beamIdx) = tempW;
end

Примените цифровой Beamforming

Цикл по всем ресурсам NZP-CSI-RS и применяет цифровой beamforming ко всем активным единицам. Цифровой beamforming, как рассматривается, предлагает частоте выборочный beamforming в том же символе OFDM.

% Number of CSI-RS antenna ports
ports = csirs.NumCSIRSPorts(1);
% Initialize the beamformed grid
bfGrid = nrResourceGrid(carrier,nTx);
% Get the active NZP-CSI-RS resource indices
activeRes = find(logical(csirsTransmitted));
for resIdx = 1:numNZPRes
    % Initialize the carrier resource grid for one slot and map NZP-CSI-RS symbols onto
    % the grid
    txSlotGrid = nrResourceGrid(carrier,ports);
    txSlotGrid(csirsInd{resIdx}) = db2mag(powerCSIRS)*csirsSym{resIdx};
    reshapedSymb = reshape(txSlotGrid,[],ports);
    
    % Get the transmit beam index
    beamIdx = find(activeRes == resIdx);
    
    % Apply the digital beamforming
    if ~isempty(beamIdx)
        bfSymb = reshapedSymb * wT(:,beamIdx)';
        bfGrid = bfGrid + reshape(bfSymb,size(bfGrid));
    end
end

Выполните модуляцию OFDM

Сгенерируйте форму волны временного интервала путем выполнения модуляции OFDM.

% Perform OFDM modulation
[tbfWaveform,ofdmInfo] = nrOFDMModulate(carrier,bfGrid);

% Normalize the beamformed time-domain waveform over the number of transmit
% antennas
tbfWaveform = tbfWaveform/sqrt(nTx);

Рассеивание канала MIMO и AWGN

Сконфигурируйте канал

Сконфигурируйте основанный на рассеивании канал распространения MIMO при помощи Системного объекта phased.ScatteringMIMOChannel. Эта модель канала применяет задержку, усиление, эффект Доплера, фазовый переход, потери при распространении в свободном пространстве, и опционально, другие атмосферные затухания к входу.

chan = phased.ScatteringMIMOChannel;
chan.PropagationSpeed = c;
chan.CarrierFrequency = fc;
chan.Polarization = 'none';
chan.SpecifyAtmosphere = false;
chan.SampleRate = ofdmInfo.SampleRate;
chan.SimulateDirectPath = false;
chan.ChannelResponseOutputPort = true;

% Configure transmit array parameters
chan.TransmitArray = txArray;
chan.TransmitArrayMotionSource = 'property';
chan.TransmitArrayPosition = txArrayPos;

% Configure receive array parameters
chan.ReceiveArray = rxArray;
chan.ReceiveArrayMotionSource = 'property';
chan.ReceiveArrayPosition = rxArrayPos;

% Configure scatterers
chan.ScattererSpecificationSource = 'property';
chan.ScattererPosition = scatPos;
chan.ScattererCoefficient = ones(1,numScat);

% Get the maximum channel delay by transmitting random signal
[~,~,tau] = chan(complex(randn(chan.SampleRate*1e-3,nTx), ...
    randn(chan.SampleRate*1e-3,nTx)));
maxChDelay = ceil(max(tau)*chan.SampleRate);

Отправьте форму волны через канал

Добавьте нули в конце переданной формы волны, чтобы сбросить содержимое канала и затем передать форму волны временного интервала через рассеивающийся канал MIMO. Эти нули учитывают любую задержку, введенную в канале.

% Append zeros to the transmit waveform to account for channel delay
tbfWaveform = [tbfWaveform; zeros(maxChDelay,nTx)];
% Pass the waveform through the channel
fadWave = chan(tbfWaveform);

Примените AWGN

Сконфигурируйте и примените получить усиление к увядшей форме волны, чтобы компенсировать потерю на пути. Затем примените AWGN к результирующей форме волны. Для объяснения определения ОСШ, что этот пример использует, см. Определение ОСШ, Используемое в Симуляциях Ссылки (5G Toolbox).

% Configure the receive gain
rxGain = 10.^((spLoss)/20); % Gain in linear scale
% Apply the gain
fadWaveG = fadWave*rxGain;

% Configure the SNR in dB
SNRdB = 20;
SNR = 10^(SNRdB/10); % SNR in linear scale
% Calculate the standard deviation for AWGN
N0 = 1/sqrt(2.0*nRx*double(ofdmInfo.Nfft)*SNR);

% Generate AWGN
noise = N0*complex(randn(size(fadWaveG)),randn(size(fadWaveG)));
% Apply AWGN to the waveform
rxWaveform = fadWaveG + noise;

Временная синхронизация

Выполните временную синхронизацию крестом, коррелирующим полученные ссылочные символы с локальной копией символов NZP-CSI-RS.

% Generate reference symbols and indices
refSym = nrCSIRS(carrier,csirs);
refInd = nrCSIRSIndices(carrier,csirs);

% Estimate timing offset
offset = nrTimingEstimate(carrier,rxWaveform,refInd,refSym);
if offset > maxChDelay
    offset = 0;
end

% Correct timing offset
syncTdWaveform = rxWaveform(1+offset:end,:);

Демодуляция OFDM и получает Beamforming

Демодуляция OFDM

OFDM демодулируют синхронизируемую форму волны временного интервала.

rxGrid = nrOFDMDemodulate(carrier,syncTdWaveform);

Вычислите держащийся вектор

Создайте держащийся векторный Системный объект для получить антенной решетки.

rxArrayStv = phased.SteeringVector('SensorArray',rxArray,'PropagationSpeed',c);

Вычислите угол положения рассеивателя относительно получить антенной решетки. Принятие этого, как получают направление луча от начального процесса захвата с помощью SSB.

[~,scatRxAng] = rangeangle(scatPos(:,1),rxArrayPos); % Pointing towards the first scatterer position, in case of multiple scatterers

Сконфигурируйте азимут, и ширина луча вертикального изменения получает луч от начального процесса захвата (P-1).

azRxBeamWidth = 30; % In degrees
elRxBeamWidth = 30; % In degrees

Доберитесь начальная буква получают направление луча, которое выравнивается (частично или полностью) к позиции рассеивателя, при помощи ширины луча в азимуте и плоскостях вертикального изменения от P-1.

rxAng = getInitialBeamDir(scatRxAng,azRxBeamWidth,elRxBeamWidth);

Вычислите держащийся вектор для угла приема.

wR = rxArrayStv(fc,rxAng);

Применяйтесь получают Beamforming

Чтобы выполнить цифровой beamforming в стороне приемника, примените держащиеся веса к rxGrid, учитывая, что нет никакого другого сигнала, существующего в rxGrid (один сценарий UE). Объединитесь сигналы от всех получают антенные элементы в случае FR2, как задано в Разделе TS 38.215 5.1.2 [2].

temp = rxGrid;
if strcmpi(freqRange,'FR1')
    % Beamforming without combining
    rbfGrid = reshape(reshape(temp,[],nRx).*wR',size(temp,1),size(temp,2),[]);
else % 'FR2'
    % Beamforming with combining
    rbfGrid = reshape(reshape(temp,[],nRx)*conj(wR),size(temp,1),size(temp,2),[]);
end

Постройте рассеивающийся сценарий MIMO

Сконфигурируйте параметры сцены MIMO.

sceneParams.TxArray = txArray;
sceneParams.RxArray = rxArray;
sceneParams.TxArrayPos = txArrayPos;
sceneParams.RxArrayPos = rxArrayPos;
sceneParams.ScatterersPos = scatPos;
sceneParams.Lambda = lambda;
sceneParams.ArrayScaling = 100;   % To enlarge antenna arrays in the plot
sceneParams.MaxTxBeamLength = 45; % Maximum length of transmit beams in the plot
sceneParams.MaxRxBeamLength = 25; % Maximum length of receive beam in the plot

Постройте рассеивающийся сценарий MIMO (включая массивы передающей и приемной антенны, положения рассеивателя и их пути и все диаграммы направленности передающей и приемной антенны массивов) при помощи функции помощника hPlotSpatialMIMOScene. Диаграммы направленности в этом рисунке напоминают диаграммы направленности мощности в линейной шкале.

hPlotSpatialMIMOScene(sceneParams,wT,wR);
axis tight;
view([74 29]);

Figure contains an axes object. The axes object contains 19 objects of type line, patch, surface. These objects represent Transmit antenna elements, Transmit antenna panel, Receive antenna elements, Receive antenna panel, Scatterer(s), Scatterer path(s), Transmit beam 1, Transmit beam 2, Transmit beam 3, Transmit beam 4, Transmit beam 5, Transmit beam 6, Transmit beam 7, Transmit beam 8, Transmit beam 9, Transmit beam 10, Transmit beam 11, Transmit beam 12, Receive beam.

Излучите определение

После демодуляции OFDM меры по UE RSRP для всех ресурсов CSI-RS, переданных в различных лучах, учитывая ток, получают луч. Выполните эти измерения при помощи функции помощника hCSIRSMeasurements.

% Perform RSRP measurements
meas = hCSIRSMeasurements(carrier,csirs,rbfGrid);

% Display the measurement quantities for all CSI-RS resources in dBm
RSRPdBm = meas.RSRPdBm;
disp(['RSRP measurements of all CSI-RS resources (in dBm):' 13 num2str(RSRPdBm)]);
RSRP measurements of all CSI-RS resources (in dBm):
42.3147       33.237      29.1999      45.1102      37.0922      31.4861      39.9414      33.5053      24.5859      17.5821      12.9908      -1.9296

Идентифицируйте максимальное значение RSRP от измерений и найдите лучший соответствующий луч.

% Get the transmit beam index with maximum RSRP value
[~,maxRSRPIdx] = max(RSRPdBm(logical(csirsTransmitted)));

% Get the CSI-RS resource index with maximum RSRP value
[~,maxRSRPResIdx] = max(RSRPdBm);

Вычислите ширину луча, которая соответствует усовершенствованному лучу передачи.

% Get the steering weights corresponding to refined transmit beam
if numBeams == 0
    disp('Refinement has not happened, as NZP-CSI-RS is not transmitted')
else
    refBeamWts = wT(:,maxRSRPIdx);
    csirsAzBeamWidth = beamwidth(txArray,fc,'PropagationSpeed',c,'Weights',refBeamWts,'CutAngle',csirsBeamAng(2,maxRSRPIdx));
    csirsElBeamWidth = beamwidth(txArray,fc,'PropagationSpeed',c,'Weights',refBeamWts,'Cut','Elevation','CutAngle',csirsBeamAng(1,maxRSRPIdx));
    disp(['From initial beam acquisition:' 13 '    Beamwidth of initial SSB beam in azimuth plane is: '...
        num2str(azTxBeamWidth) ' degrees' 13 ...
        '    Beamwidth of initial SSB beam in elevation plane is: '...
        num2str(elTxBeamWidth) ' degrees' 13 13 ...
        'With transmit-end beam refinement:' 13 '    Refined transmit beam ('...
        num2str(maxRSRPIdx) ') corresponds to CSI-RS resource '...
        num2str(maxRSRPResIdx) ' is selected in the direction ['...
        num2str(csirsBeamAng(1,maxRSRPIdx)) ';' num2str(csirsBeamAng(2,maxRSRPIdx))...
        ']' 13 '    Beamwidth of refined transmit beam in azimuth plane is: '...
        num2str(csirsAzBeamWidth) ' degrees' 13 ...
        '    Beamwidth of refined transmit beam in elevation plane is: '...
        num2str(csirsElBeamWidth) ' degrees']);
end
From initial beam acquisition:
    Beamwidth of initial SSB beam in azimuth plane is: 30 degrees
    Beamwidth of initial SSB beam in elevation plane is: 30 degrees

With transmit-end beam refinement:
    Refined transmit beam (4) corresponds to CSI-RS resource 4 is selected in the direction [10;15]
    Beamwidth of refined transmit beam in azimuth plane is: 13.46 degrees
    Beamwidth of refined transmit beam in elevation plane is: 13.24 degrees

Итоговое и дальнейшее исследование

Этот пример подсвечивает процедуру (p-2) улучшения луча с помощью NZP-CSI-RS. Процедура идентифицирует луч передачи, который более прекрасен, чем луч от начального захвата.

Можно сконфигурировать несколько ресурсов CSI-RS, конфигураций массивов передающей и приемной антенны и несколько рассеивателей, чтобы видеть изменения выбора усовершенствованного луча. Можно также сконфигурировать азимут и пары угла возвышения для передачи сигнала и приема.

Ссылки

  1. 3GPP TR 38.802. "Исследование Новых Радио-технологических аспектов физического уровня доступа". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

  2. 3GPP TS 38.215. "NR; измерения Физического уровня". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

  3. 3GPP TS 38.214. "NR; процедуры Физического уровня для данных". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group.

Локальные функции

function validateCSIRSPorts(csirs)
%   validateCSIRSPorts validates the CSI-RS antenna ports, given the
%   CSI-RS configuration object CSIRS.

    numPorts = csirs.NumCSIRSPorts;
    if any(numPorts > 1)
        error('nr5g:PortsGreaterThan1','CSI-RS resources must be configured for single-port for RSRP measurements.');
    end
end

function csirsTransmitted = getActiveCSIRSRes(carrier,csirs)
%   getActiveCSIRSRes returns a binary vector indicating the presence of
%   all CSI-RS resources in a specified slot, given the carrier
%   configuration object CARRIER and CSI-RS configuration object CSIRS.

    % Extract the following properties of carrier
    NSlotA        = carrier.NSlot;          % Absolute slot number
    NFrameA       = carrier.NFrame;         % Absolute frame number
    SlotsPerFrame = carrier.SlotsPerFrame;  % Number of slots per frame
    
    % Calculate the appropriate frame number (0...1023) based on the
    % absolute slot number
    NFrameR = mod(NFrameA + fix(NSlotA/SlotsPerFrame),1024);
    % Relative slot number (0...slotsPerFrame-1)
    NSlotR = mod(NSlotA,SlotsPerFrame);
    
    % Loop over the number of CSI-RS resources
    numCSIRSRes = numel(csirs.CSIRSType);
    csirsTransmitted = zeros(1,numCSIRSRes);
    csirs_struct = validateConfig(csirs);
    for resIdx = 1:numCSIRSRes
        % Extract the CSI-RS slot periodicity and offset
        if isnumeric(csirs_struct.CSIRSPeriod{resIdx})
            Tcsi_rs = csirs_struct.CSIRSPeriod{resIdx}(1);
            Toffset = csirs_struct.CSIRSPeriod{resIdx}(2);
        else
            if strcmpi(csirs_struct.CSIRSPeriod{resIdx},'on')
                Tcsi_rs = 1;
            else
                Tcsi_rs = 0;
            end
            Toffset = 0;
        end
        
        % Check for the presence of CSI-RS, based on slot periodicity and offset
        if (Tcsi_rs ~= 0) && (mod(SlotsPerFrame*NFrameR + NSlotR - Toffset, Tcsi_rs) == 0)
            csirsTransmitted(resIdx) = 1;
        end
    end
end

function freqRange = validateFc(fc)
%   validateFc validates the carrier frequency FC and returns the frequency
%   range as either 'FR1' or 'FR2'.

    if fc >= 410e6 && fc <= 7.125e9
        freqRange = 'FR1';
    elseif fc >= 24.25e9 && fc <= 52.6e9
        freqRange = 'FR2';
    else
        error('nr5g:invalidFreq',['Selected carrier frequency is outside '...
            'FR1 (410 MHz to 7.125 GHz) and FR2 (24.25 GHz to 52.6 GHz).']);
    end
end

function beamDir = getInitialBeamDir(scatAng,azBeamWidth,elBeamWidth)
%   getInitialBeamDir returns the initial beam direction BEAMDIR, given the
%   angle of scatterer position with respect to transmit or receive antenna
%   array SCATANG, beamwidth of transmit or receive beam in azimuth plane
%   AZBEAMWIDTH, and beamwidth of transmit or receive beam in elevation
%   plane ELBEAMWIDTH.

    % Azimuth angle boundaries of all transmit/receive beams
    azSSBSweep = -180:azBeamWidth:180;
    % Elevation angle boundaries of all transmit/receive beams
    elSSBSweep = -90:elBeamWidth:90;
    
    % Get the azimuth angle of transmit/receive beam
    azIdx1 = find(azSSBSweep <= scatAng(1),1,'last');
    azIdx2 = find(azSSBSweep >= scatAng(1),1,'first');
    azAng = (azSSBSweep(azIdx1) + azSSBSweep(azIdx2))/2;
    
    % Get the elevation angle of transmit/receive beam
    elIdx1 = find(elSSBSweep <= scatAng(2),1,'last');
    elIdx2 = find(elSSBSweep >= scatAng(2),1,'first');
    elAng = (elSSBSweep(elIdx1) + elSSBSweep(elIdx2))/2;
    
    % Form the azimuth and elevation angle pair (in the form of [az;el])
    % for transmit/receive beam
    beamDir = [azAng;elAng];
end
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте