NR Polar Decoder
Выполните полярное декодирование согласно 5G стандарт NR
- Библиотека:
Wireless HDL Toolbox / Выявление ошибок и Коррекция
Описание
Блок NR Polar Decoder реализует передающий потоком полярный декодер с благоприятными для оборудования управляющими сигналами. 5G стандарт NR использует полярные коды для кодирования канала DCI, UCI и каналов передачи BCH.
Необходимо задать направление ссылки, потому что схема кодирования, заданная 5G стандарт NR, отличается для нисходящих и восходящих сообщений. Нисходящие сообщения закодированы с перемежением и используют продолжительность CRC 24 битов. Восходящие сообщения не используют перемежение и используют продолжительность CRC 6 или 11.
Этот блок реализует помогший CRC декодер списка последовательных отмен. Эта реализация совпадает с эффективностью nrPolarDecode (5G Toolbox) функция. Можно выбрать длину списка 2, 4, или 8. Увеличение длины списка увеличивает эффективность исправления ошибок, но использует больше аппаратных ресурсов и увеличивает задержку декодирования. Можно улучшать производительность декодирования для сообщений DCI при помощи дополнительного порта RNTI, чтобы задать ожидаемое значение RNTI.
Этот блок также выполняет декодирование CRC сообщения, эквивалентного nrCRCDecode (5G Toolbox) функция. Блок выбирает продолжительность CRC на основе вашей спецификации направления ссылки и значения K, которое вы вводите. Блок обнаруживает сообщения DCI от значений K и E, и автоматически предварительно ожидает 1 с к сообщению, эквивалентному padCRC входной параметр nrPolarDecode (5G Toolbox) функция.
Поскольку задержка полярной операции декодирования может варьироваться, блок обеспечивает выходной сигнал, nextFrame, который указывает, когда блок готов принять новые входные параметры. Для получения дополнительной информации смотрите раздел Latency этой страницы.
Порты
Входной параметр
Вывод
Параметры
Алгоритмы
Этот блок реализует помогший CRC декодер списка последовательных отмен. Это может использовать длину списка 2, 4, или 8, как сконфигурировано параметром List length. Декодер выполняет итерации по всему LLRs в дереве, чтобы достигнуть решения некоторое время и затем использует то решение декодировать следующий бит. Шаг устранения чередования включен только, когда вы устанавливаете параметр Link direction на Downlink.
Эта схема показывает архитектуру полярного декодера.
Блок использует этап Настройки, когда K и значения входного порта E изменяются. Блок вычисляет местоположения информационных битов и передает их этапу Решения. Поскольку шаблоны отображения вычисляются по мере необходимости, а не хранятся в оборудовании, блок поддерживает весь K и значения E в поддерживаемой области значений. Этап Настройки также вычисляет шаблон чередования, когда вы устанавливаете параметр Link direction на Downlink.
Когда вы устанавливаете параметр Configuration source на Property, K и значения E являются константами, таким образом, декодер не реализует этап Настройки. В этом случае блок включает статические интерполяционные таблицы, которые содержат предварительно вычисленную настройку.
Чтобы минимизировать расчеты для каждого декодируют, Древовидная Память хранит вероятность каждого узла, являющегося тем или нулем. Каждая итерация обновляет только LLRs, которые изменились. Базовый этап декодирования использует уравнения обновления LLR от [3].
Этап Решения проверяет значение LLR по ожидаемым местоположениям информационных битов и замороженных битов и возвращает трудное решение в Древовидную Память. Если бит, как ожидают, будет заморожен, этап Решения возвращает трудное решение о нуле и обновляет вероятности связанных путей. Память Пути восстанавливает наиболее вероятные пути от результатов трудного решения и передает пути и баллы к следующему этапу.
Древовидная Память Памяти и Пути содержит до путей List length. Если все замороженные биты на пути являются нулями (как ожидалось), то блок отбрасывает другие параллельные пути. Это результаты оптимизации в переменной задержке в операции декодирования для длин списка, больше, чем два. Для сигналов с высоким уровнем шума декодер должен увеличить число параллельных путей и циклов для декодирования. Для малошумящих сигналов декодер может использовать только два параллельных пути и уменьшать задержку декодирования.
Этап Выбора Пути вычисляет CRC для всех путей и затем выбирает путь, который передает CRC. Когда вы используете входной порт RNTI, блок сравнивает внутреннюю контрольную сумму CRC с целевым значением RNTI. В противном случае блок сравнивает контрольную сумму CRC со значением 0. Если все CRCs перестали работать, блок возвращает путь, который имеет более высокий счет.
Эта реализация совпадает с эффективностью функции 5G Toolbox™ nrPolarDecode (5G Toolbox) с той же длиной списка. Поскольку блок использует фиксированную точку внутренние типы, любыми различиями является результат квантования.
Этот график показывает эффективность частоты появления ошибочных блоков с тремя возможными длинами списка. Вход является 6-битными значениями LLR.
Задержка
Таблица показывает задержки в качестве примера блока NR Polar Decoder для каждого N при декодировании для восходящего канала и нисходящих каналов с длиной списка два. N является закодированной длиной сообщения степени двойки, определенной из значений K и E.
| N | Восходящая задержка | Нисходящая задержка |
|---|---|---|
| 32 | 349 | Не применяется |
| 64 | 576 | 677 |
| 128 | 1034 | 1135 |
| 256 | 1961 | 2062 |
| 512 | 3896 | 3996 |
| 1024 | 8202 | Не применяется |
Точная задержка варьируется на основе значений K и E. Задержка более длинна для систем координат, где K и изменение значений входного порта E и блок должны вычислить новую настройку.
Увеличение длины списка увеличивает задержку. Перечислите длины, больше, чем два, не имеют фиксированной задержки для данного K и значений E. Чтобы обеспечить минимальную задержку, блок прослеживает больше чем 2 пути только, когда замороженные биты не декодируются, как обнуляет. Эта оптимизация означает, что задержка может увеличиться с ОСШ входного сигнала. Например, для длины списка 4 и N =512, лучшая задержка случая является 4 108 циклами, и худшая задержка случая является 4 985 циклами.
Поскольку задержка варьируется, используйте управляющий сигнал выхода nextFrame определить, когда блок готов к новому входному кадру.
Эта форма волны показывает, как задержка меняется в зависимости от K и значений входного порта E для длины списка два. Когда значения порта входа K и E равняются 132 и 256, блок имеет задержку 2 272 циклов от сигнала входа start до выхода nextFrame. Когда значения порта K и E превращаются на 54 и 124, изменения задержки в 1 234 циклах.
Эта форма волны показывает, как задержка может меняться в зависимости от уровня шума входного сигнала при использовании длины списка 4. Блок имеет K и значения параметров E 132 и 256 и набор параметров Link direction к Uplink. Первое сообщение имеет задержку 2 533 циклов. Эти данные о сообщении сгенерированы с низким шумом и имеют немного битовых ошибок. В этом случае декодер может выйти из строя к двум путям и привести к результату в меньшем количестве циклов, декодируя более шумный сигнал. Второе сообщение сгенерировано с высоким уровнем шума, и задержка декодирования увеличивается до 3 174 циклов. Когда входной сигнал имеет больше битовых ошибок, декодер должен проследить больше путей, чтобы определить правильные биты.
Ссылки
[1] 3GPP TS 38.211. "NR; Физические каналы и модуляция". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group. URL: https://www.3gpp.org.
[2] Arikan, Erdal. "Поляризация канала: Метод для Построения Достигающих Способности Кодов для Симметричных Каналов без памяти Двоичного входа". Транзакции IEEE на Теории информации 55, № 7 (июль 2009): 3051–73. https://doi.org/10.1109/TIT.2009.2021379.
[3] Balatsoukas-Stimming, Алексиос, Мани Бэстэни Пэризи и Андреас Бург. "Основанное на LLR Последовательное Декодирование Списка Отмен Полярных Кодов". Транзакции IEEE на Обработке сигналов 63, № 19 (октябрь 2015): 5165–79. https://doi.org/10.1109/TSP.2015.2439211.
Расширенные возможности
Смотрите также
nrPolarDecode (5G Toolbox) | NR Polar Encoder