主要内容

NB-IoT上行波形生成

这个例子展示了如何生成LTE-Advanced Pro版本13窄带物联网(NB-IoT)上行窄带物理上行共享通道组成的波形(NPUSCH)和相关解调参考信号测试和测量使用LTE工具箱™的应用程序。

介绍

3 gpp提出了一个新的空气界面,窄带物联网(NB-IoT)优化低数据率机器类型通信LTE-Advanced Pro版本中13。NB-IoT提供成本和功率效率的改进,因为它避免了复杂的基于LTE的系统所需的信令开销。

LTE工具箱可以用于生成符合标准NB-IoT上行复基带波形代表180 khz窄带载波适合测试和测量的应用。LTE工具箱支持所有NB-IoT金宝app下面描述的操作模式——独立、guardband和带内。

  • 独立:NB-IoT航母部署在LTE谱之外,如频谱用于GSM或卫星通信

  • Guardband: NB-IoT航母部署在两个LTE之间Guardband运营商

  • 带内:NB-IoT航母部署在资源块的LTE

NB-IoT上行由以下物理层信道和信号:

  • 窄带解调参考信号(DM-RS)

  • 窄带物理上行共享通道(NPUSCH)

  • 窄带物理随机存取通道(NPRACH)

这个例子演示了NB-IoT上行资源元素(重新)组成的网格和波形生成NPUSCH和DM-RS信号。下面将介绍这些物理信号和渠道,形成电网关键概念包括子帧重复,逻辑性和传输通道映射,不同的配置和相应的网格。

示例输出复杂的基带波形包含NPUSCH的稠密的网格和DM-RS信号。波形可用于各种应用程序从射频测试接收机的仿真实现。

NPUSCH分配

本节提供了一个整体的描述NPUSCH如何映射到NB-IoT上行插槽。

NPUSCH可以携带上行共享通道(UL-SCH)或上行控制信息根据两种格式:

  • NPUSCH格式1,用来携带上行共享通道(UL-SCH)

  • NPUSCH格式2,用于携带上行控制信息

NPUSCH传播在一个或多个资源单位和每个资源单位重复128次提高传输可靠性和覆盖在低功率和低复杂度的前提下要求满足超低物联网用例结束。

最小的单元NPUSCH是一个资源单元的映射。它被定义为7 *NslotsUL连续SC-FDMA在时域和象征NscRU连续副载波在频域,NslotsULNscRU在TS 36.211表中定义10.1.2.3-1 [1]。的NB-IoT UL-SCH可能携带公共控制信道(CCCH),专用控制信道(DCCH)或专用的交通通道(DTCH)和地图上NPUSCH物理信道(TS 36.300部分6.1.3.1和部分5.3.1a [6])。NPUSCH可以映射到一个或多个资源单位,NRU所定义的TS 36.211节10.1.3.6 [1),每个资源单位可以传播Nrep次了。

图显示了重复模式的例子NRep= 4。传输的总持续时间是由一块数据NRU*NULSlots*MidenticalNPUSCHTS 36.211节指定10.1.3.6 [1]。第一案例所示,每个传输块传输NRU= 2和每一个NRU包含两个UL槽表示NULSlots。后映射到Nslots,这些槽将会重演MidenticalNPUSCH= 2(假设NscRU > 1)倍。在第二种情况下,我们假设NscRU是1,因此MidenticalNPUSCH= 1。这一点,加上Nslots= 1的结果在每一块的传输模式是没有内部重复传播。在所有情况下,加扰序列是重置码字传输的开始或重新传输(见TS 36.211节10.1.3.1 [1])。重复计划的详细说明可以在TS 36.211 10.1.3 [1]。

NB-IoT上行槽网格

除了上述插槽配置,本节进一步解释了重新分配一个插槽。网格由一个或多个包含NPUSCH和相应的DM-RS帧。

  • DM-RS:DM-RS传播在每个NPUSCH NPUSCH相关槽与相同的带宽。参考信号取决于副载波的数量NscRU,窄带细胞IDNNcellID和NPUSCH格式NPUSCHFormat。的位置取决于NPUSCH格式和副载波间距。NPUSCH格式1副载波间距为3.75 khz, DM-RS传播在4和副载波间距15 khz,象征DM-RS传播符号3。NPUSCH格式2副载波间距为3.75 khz, DM-RS传播符号0,1,2和副载波间距15 khz, DM-RS传播符号2、3和4的插槽。

  • NPUSCH:NPUSCH支持单频带宽金宝app除了多频声(12副载波)带宽。单音传输可以使用15 khz或3.75 khz副载波间距而多频声传输使用15 khz副载波间距。这意味着槽时间女士15 khz模式是0.5和3.75 khz槽时间是2 ms。在第一槽加扰序列初始化传输的码字。如果有重复启用,那么加扰序列在每次初始化时MidenticalNPUSCH传输码字的TS 36.211节所述10.1.3.1 [1]。密语BPSK、QPSK调制在前一个图层,将映射到一个或多个资源单位。以外的所有资源元素用于解调参考信号用于NPUSCH传播。如果更高的层信号(npusch-AllSymbolsTS 36.211节所述10.1.3.6 [1])表示的SRS符号,这些符号计算在NPUSCH映射,而不是用于NPUSCH的传播(即击穿了这些NPUSCH头寸SRS)。

NPUSCH配置

在本节中,您配置NPUSCH生成所需的参数。问题使用MCS的组合(调制和编码方案)和资源分配信号通过DCI确定传输块大小从16.5.1.2-2 TS 36.213表中定义的设置3)用于NPUSCH传播。在这个例子中,这是通过指定的参数tbs和持续时间生成的波形是通过控制的totNumBlks参数。

tbs = 144;%的传输块大小totNumBlks = 1;%的模拟传输块问题=结构();%初始化问题的结构问题。NBULSubcarrierSpacing =“15 khz”;% 3.75 khz, 15 khz问题。NNCellID = 0;%窄带细胞身份chs =结构();% NPUSCH携带数据和控制信息chs。NPUSCHFormat =“数据”;%有效负载类型(数据或控制)%的副载波用于NPUSCH NscRU取决于NPUSCH%格式和副载波间距NBULSubcarrierSpacing TS所示表10.1.2.3-1 % 36.211。有1、3、6或12个连续的副载波% NPUSCHchs.NBULSubcarrierSet= 0;%范围划分(15 khz);0-47 (3.75 khz)chs.NRUsc= length(chs.NBULSubcarrierSet); chs.CyclicShift = 0;% NRUsc = 3或6时所需的循环移位chs。RNTI = 0;% RNTI价值chs。NLayers = 1;%的层数chs。NRU= 2;%的资源数量单位chs。NRep= 4;% NPUSCH重复的数量chs。SlotIdx = 0;%开始槽指数在一个包%符号调制和NscRU取决于NPUSCH格式%由10.1.3.2-1 TS 36.211表chs。调制=“正交相移编码”;rvDCI = 0;%房车抵消信号通过DCI 16.5.1.2(见36.213)%指定NPUSCH和DM-RS权力在dB扩展图可视化chs。NPUSCHPower = 30;chs。NPUSCHDRSPower = 34;

NPUSCH DM-RS信号的格式,可以启用或禁用sequence-group跳跃层特异性参数越高groupHoppingEnabled。Sequence-group跳跃为特定的问题可以通过更高的层参数被禁用groupHoppingDisabledTS 36.211节所述10.1.4.1.3 [1]。在这个例子中,我们使用SeqGroupHopping参数启用或禁用sequence-group跳跃。

chs。SeqGroupHopping =“上”;%启用/禁用Sequence-Group跳跃问题chs。SeqGroup = 0;% Delta_SS。更高层次参数groupAssignmentNPUSCH%得到资源的时段单位NULSlots根据% 10.1.2.3-1 TS 36.211表如果strcmpi (chs.NPUSCHFormat“数据”)如果chs.NRUsc== 1 NULSlots = 16;elseif任何(chs。NRUsc == [3 6 12]) NULSlots = 24/chs.NRUsc;其他的错误(副载波的无效号码。NRUsc之一必须是1、3、6、12”);结束elseifstrcmpi (chs.NPUSCHFormat“控制”)NULSlots = 4;其他的错误(“无效NPUSCH格式(% s)。NPUSCHFormat必须“数据”或“控制”,chs.NPUSCHFormat);结束chs。NULSlots = NULSlots;NSlotsPerBundle = chs.NRU * chs.NULSlots * chs.NRep;%的槽数码字包TotNSlots = totNumBlks * NSlotsPerBundle;%的总数模拟槽

NB-IoT上行波形生成

在本节中,您将创建资源网格填充NPUSCH和相应的解调参考信号。这个网格是那么SC-FDMA调制生成时域波形。

%初始化随机发生器默认状态rng (“默认”);%得到槽网格和槽每帧的数量emptySlotGrid = lteNBResourceGrid(问题);slotGridSize =大小(emptySlotGrid);NSlotsPerFrame = 20 / (slotGridSize (1) / 12);状态= [];% NPUSCH编码器和DM-RS状态,自动初始化的功能trblk = [];%初始化传输块txgrid = [];%全面网格初始化%显示槽产生的数量流(' \ nGenerating % d槽对应% d运输块(s) \ n '、TotNSlots totNumBlks);slotIdx = 0 + (0: TotNSlots-1)%计算帧数和框架内槽数量问题。NFrame =修复(slotIdx / NSlotsPerFrame);问题。NSlot =国防部(slotIdx NSlotsPerFrame);如果isempty (trblk)如果strcmpi (chs.NPUSCHFormat“数据”)% UL-SCH编码两个房车值用于完成%传输码字。RV序列决定使用%的rvDCI价值暗示DCI和交替% 0到2 TS 36.213节给出16.5.1.2%定义传输块编码创建对不同的房车%密语trblk =兰迪([0,1],tbs, 1);%确定编码传输块大小[~,信息]= lteNPUSCHIndices(问题,chs);outblklen = info.G;%建立相对应的码字所使用的两个房车值%在第一和第二块,这将被重复,直到所有%的块传输chs。房车= 2 *国防部(rvDCI + 0, 2);%房车第一块连续波= lteNULSCH (chs、outblklen trblk);% CRC和Turbo编码chs。房车= 2 * mod (rvDCI + 1, 2);%房车第二块连续波= (cw lteNULSCH (chs、outblklen trblk)];% #好< AGROW > % CRC和Turbo编码重复其他的trblk =兰迪([0,1],1);% 1位消%的ACK,同样的码字传播每一块6.3.3 % TS 36.212中定义的部分连续波= lteNULSCH (trblk);结束blockIdx = 0;%第一块传输结束%初始化网格slotGrid = emptySlotGrid;% NPUSCH编码和映射到网格txsym = lteNPUSCH (chs问题,连续波(:,国防部(blockIdx、大小(cw, 2)) + 1),状态);% NPUSCH地图符号网格中的位置chs indicesNPUSCH = lteNPUSCHIndices(问题);slotGrid (indicesNPUSCH) = txsym * db2mag (chs.NPUSCHPower);%创建DM-RS序列和映射到网格(dmr、州)= lteNPUSCHDRS(问题、chs、状态);chs indicesDMRS = lteNPUSCHDRSIndices(问题);slotGrid (indicesDMRS) = dmr * db2mag (chs.NPUSCHDRSPower);%连接槽槽网格txgrid = [txgrid slotGrid];% #好< AGROW >%如果一个完整的块传输,增加时钟计数器,这样%可以选择正确的码字如果状态。EndOfBlk blockIdx = blockIdx + 1;结束% trblk犯错数和初始化如果state.EndOfTx%初始化,使一个新的传输块的传播trblk = [];结束结束%执行SC-FDMA创建时域波形的调制问题。CyclicPrefixUL =“正常”;%为NB-IoT正常循环前缀长度[波形,scfdmaInfo] = lteSCFDMAModulate (chs退居其次,txgrid);
生成128槽对应1传输块(s)

情节传播网格

画出密集的网格和观察NPUSCH和相应的DM-RS。的位置NPUSCH DM-RS取决于副载波的数量chs.NRUsc和指定的副载波作为chs.NBULSubcarrierSet。注意,资源网格图使用功率PUSCH和DM-RS颜色分配给资源元素。

%创建一个图像的整体资源网格图我=图像(abs (txgrid));提出= parula (64);colormap (im.Parent提出);轴xy;标题(sprintf (“NB-IoT上行再保险网格(NRep = % d, NRUsc = % d, NRU = % d)”,chs.NRUsc chs.NRep chs.NRU)包含(OFDM符号的)ylabel (副载波的)%创建传奇框来显示频道/信号类型与物有关重命名= {“NPUSCH”;“DM-RS”};clevels =圆(db2mag ([chs。NPUSCHPower chs.NPUSCHDRSPower])); N = numel(reNames); L = line(ones(N),ones(N),“线宽”8);%生成线%根据提出设置颜色集(L, {“颜色”},mat2cell(提出(min (1 + clevels长度城市规划机构(cmap)),:), (1, N), 3));传奇(重命名{:});

选定的参考书目

  1. 3 gpp TS 36.211”物理通道和调制”

  2. 3 gpp TS 36.212“多路复用和信道编码”

  3. 3 gpp TS 36.213“物理层程序”

  4. 3 gpp TS 36.321”介质访问控制(MAC);协议规范”

  5. 3 gpp TS 36.331”无线资源控制(RRC);协议规范”

  6. 3 gpp TS 36.300”总体描述;第二阶段”

  7. o . Liberg m·桑德博格Y.-P。王,j·伯格曼和j . (goldman Sachs)、移动互联网的东西:技术、标准和性能,爱思唯尔,2018年。