介绍

在这个例子中给出的模型可以用来定位和解码的MIB LTE下行信号。它建立在LTE HDL细胞搜索例子中,增加处理阶段解码MIB。主信息块(MIB)消息传播的物理广播信道(PBCH),并携带必要的系统信息:

设计为HDL代码生成和优化体系结构是可扩展的,允许添加额外的处理阶段,如索引和解码PCFICH, PDCCH和PDSCH(见LTE HDL SIB1复苏)。这种设计可以在SoC硬件软件平台上实现合作设计和硬件支持包。金宝app看到soc上部署LTE HDL参考应用。

MIB处理阶段

为了解码MIB信息本例中执行这些操作:

手机搜索和OFDM解调

LTE信号检测、时间和频率同步和OFDM解调接收的数据上执行。生成的网格数据,并提供信息的子帧数和细胞ID收到波形。MIB信息总是在子帧0,cellID是用来确定特异性的位置参考信号(CRS)信道估计,以及被用来初始化对PBCH descrambling序列译码器。

缓冲网格数据

MIB的消息总是带着子帧0下行信号的子帧0是内存条缓冲。同时银行子帧被写入内存,CRS的位置计算使用cellID和CRS发送到信道估计值。

信道估计

收到的CRS网格然后与预期值相比,和相位偏移量计算。平均每个CRS的信道估计是跨越时间,和线性插值用于估计不包含CRS的副载波的通道。子帧的信道估计是用来平衡数据读取时从电网的记忆。

PBCH索引

PBCH总是分配给子帧的中心资源块(RBs) 6 0,第二槽的前4 OFDM符号内。它占据了所有的资源元素(REs)在这个地区,不包括分配给CRS的位置。CRS的位置使用cellID计算,然后由PBCH REs占用的地址可以计算(总共240个地点),和从电网数据检索记忆的银行。

PBCH解码

随着PBCH读取数据从电网内存条使用信道估计是平衡的。240年平衡的PBCH符号缓冲,PBCH和BCH译码是试图为每个4可能版本的MIB PBCH内传输块。每一个版本需要不同descrambling序列,所以descrambling,解调,恢复率,卷积解码,必须试图为每个CRC校验。如果成功解码,CRC值给出了cellRefP价值——发射天线的数量,和MIB位可以给系统参数进行解析。

模型架构

LTE高密度脂蛋白的结构单元搜索和MIB复苏实现如下图所示。

接收机基带I / Q的输入数据,采样30.72议员。2048点FFT用于OFDM解调,并足以解码所有的支持LTE带宽。金宝app网格资源缓冲区存储一个LTE的子帧数据的能力。一旦接收机同步到一个细胞,OFDM解调器是写入的数据网格缓冲区。PBCH索引块然后生成资源的索引元素PBCH。这些资源元素也宣读了网格的缓冲区和相等之前通过PBCH解码器。这种架构被设计成可扩展和可伸缩的,额外的通道可以根据需要插入索引和解码功能。例如它可以扩展到执行SIB1复苏所示LTE HDL SIB1复苏的例子。

的顶级ltehdlMIBRecovery模型如下所示。HDL代码可以生成的高密度脂蛋白LTE MIB复苏子系统。

的ltehdlMIBRecovery_init.m通过模型的脚本自动执行InitFcn回调。这个脚本生成dataIn和startIn刺激信号以及任何常数需要初始化模型。输入数据可以从文件加载,在这个例子中,是一个LTE信号捕获空气。信息捕捉LTE停播看到信号使用模拟设备AD9361 / AD9364 LTE接收机(Xilinx Zynq-Based无线电通信工金宝app具箱支持包)。或者,一个LTE波形可以使用LTE合成工具箱函数。选择一个输入源,改变loadfromfile参数ltehdlMIBRecovery_init.m。

SamplingRate = 30.72 e6;simParams。Ts = 1 / SamplingRate;

loadfromfile = true;

如果loadfromfile负载(“eNodeBWaveform.mat”);dataIn =重新取样(rxWaveform SamplingRate, fs);其他的dataIn = hGenerateDLRXWaveform ();结束

高密度脂蛋白优化LTE MIB复苏

的结构高密度脂蛋白LTE MIB复苏子系统如下所示。的下行同步解调块执行频率和时间同步,PSS /瑞士信号检测,和OFDM解调。的MIB译码器子系统缓冲区子帧0传入的数据,进行信道估计,并试图解码PBCH恢复MIB信息。

下行同步和解调

的下行同步解调子系统在I / Q数据30.72议员,并输出unequalized下行资源网格数据。它的一个实例ltehdlDownlinkSyncDemod模型参考,实现以下功能:

的操作ltehdlDownlinkSyncDemod更详细地描述了吗LTE HDL细胞搜索的例子。

MIB译码器

的MIB译码器子系统如下所示。它包括四个子系统:PBCH索引,资源网格内存,信道均衡,PBCH译码器。操作的顺序如下:

资源网格内存

的资源网格内存包含一个内存块,逻辑控制读写内存网格的银行,和逻辑来定位和输出CRS。内存条的容量是OFDM解调技术数据的子帧的最大支持LTE带宽(20 mhz)。金宝app

的MemoryBank写控制器负责子帧的数据写入内存。的writeSubframe适当的子帧输入使编写控制器;子帧0的情况目前的例子。的LTE内存条包含RAM的维度14 x 2048 x 16位复杂的值;14 ODFM符号,每一个包含2048个复杂的值。的rsOutputGen子系统计算细胞的位置引用符号,提取这些数据写入内存网格,并输出这些通过gridData输出信号。

的gridData输出端口携带CRS信号,从rsOutputGen电网,当数据被写入到内存(gridWriteDone输出端口很低),携带的数据LTE内存条当写入内存网格完成(gridWriteDone输出端口高)。

PBCH索引

的PBCH索引块计算所需的内存地址从电网获取PBCH内存缓冲区。这相当于LTE工具箱ltePBCHIndices函数。从电网数据检索内存然后平衡的传递到PBCH译码器进行处理。PBCH索引子系统变得活跃子帧的数据0后写入网格记忆,如所示gridWriteDone的输出资源网格内存子系统。PBCH总是240符号长度,集中在中间副载波,在第一个4符号子帧的二槽内0。

信道估计和均衡

的信道均衡块包含三个主要子系统。cellRefGen产生特异性的参考信号(CRS)符号使用黄金序列发生器。胸部执行信道估计假设两个传输天线通过使用一个简单的,hardware-friendly信道估计算法。TxDivDecode执行发射分集接收的数据的解码平衡阶段,使用信道估计。

信道估计假设发射机使用两根天线,生成每个天线的信道估计。对于每个天线信道估计生成一个复数信道估计为每个子帧的副载波使用以下算法:

简单的时间平均算法用于信道估计假设低通道流动。因此,信道估计可能没有足够的质量来解码通过快衰落信道传播波形。该算法也避免使用一个部门操作在计算每个CRS的信道估计。这意味着接收信号的振幅不会纠正,适用于正交相移编码应用,但不会为QAM工作,准确的振幅校正需要可靠的解码。

一旦通道估计计算为每个传输天线它们用来平衡gridData因为它是读的资源网格内存。TxDivDecode执行预编码的发射分集的倒数(TS 36.211节所述6.3.4.3 [1]),产生一个平衡的输出信号,然后传递给PBCH译码器。

PBCH译码器

的PBCH译码器执行QPSK解调,descrambling,复苏速度和BCH译码。然后提取使用MIB输出参数MIB的解释功能块。这些操作是等价的ltePBCHDecode和lteMIBLTE工具箱中的函数。

的PBCH控制器将平衡的数据存储在内存中为迭代卷积解码的尝试。4次在解码的MIB对应4重复每PBCH MIB数据传输块。

BCH译码器

的BCH译码器数字转换软决策,然后解码数据使用LTE卷积译码器和LTE CRC译码器块。推荐的软字决定在卷积译码器的输入4位。然而,BCH译码器块接收到的20位软决策作为输入。因此,softBitScalingUnit动态扩展数据块,利用完整的动态范围的4位软决策。CRC解码器的块被配置为返回完整的校验和不匹配的值。CRC面具,一旦允许的值检查,提供cellRefP;特异性的数量参考信号发射机天线端口。如果CRC校验和不匹配的一个公认的价值观然后MIB尚未成功解码和PBCH控制器决定是否启动另一个解码。

当一个MIB已成功解码,MIB的解释子系统提取和输出消息的字段。

性能分析

输入波形的质量影响译码性能的一个重要因素。常见的因素,影响信号质量是多路径传播条件,从其他细胞通道衰减和干扰。输入波形的质量可以测量使用cellQualitySearch函数。这个函数检测LTE细胞输入波形,并返回一个结构/ LTE细胞包含以下字段:

应用cellQualitySearch函数来捕获的波形eNodeBWaveform.mat中使用的ltehdlMIBRecovery_init.m返回以下报告:

FrequencyOffset: 536.8614 NCellID: 76 TimingOffset: 12709 RSRQdB: -5.3654 ReportedRSRQ: 29

FrequencyOffset: 536.8614 NCellID: 160 TimingOffset: 3108 RSRQdB: -18.1206 ReportedRSRQ: 3

有两种细胞捕获的波形,与细胞与细胞ID 76和一个ID 160。细胞与NCellID = 76 ReportedRSRQ更高,表明这是一个强有力的信号。在这个例子中仿真软件模型解码的MIB N金宝appCellID = 76。

并显示结果

以下范围显示了这个示例的关键控制信号。后一个脉冲是断言开始信号的细胞开始搜索过程。成功的检测细胞的指示cellDetected信号。当cellDetected信号断言NCellID和TDDMode信号变得活跃,表明细胞ID号和细胞是否使用TDD(1)或FDD(0)。细胞发现了OFDM解调器后等待下一帧的子帧0开始输出网格数据,因此有差距cellDetected高,网格表示的数据输出gridDataValid信号。当gridDataValid是第一个断言subFrameNum将零,将为后续的子帧增量。仿真停止的MIBDetected或mibError信号被断言。

一旦发现了MIBNDLRB,PHICH,Ng,nFrame,CellRefP信号都变得活跃,表明细胞的关键参数。这些参数显示在模型中,因为它们是静态的值模拟时停止。

下面的MIB信息解码,解码捕获的波形:

NCellID(细胞ID): 76 TDDMode (0 = FDD, 1 = TDD): 0 NDLRB(下行资源块的数量):25 PHICH (PHICH持续时间)指数:0 Ng(脑出血组乘数):2 NFrame(帧数):262年CellRefP(特异性参考信号):2

这表明所使用的双工模式细胞FDD, MIB解码帧数262年,PHICH持续时间是“正常”,脑出血组乘数的值是“一”。

HDL代码生成和验证

生成这个例子中你必须有一个高密度脂蛋白HDL代码编码器™许可证。使用makehdl和makehdltb命令来生成和高密度脂蛋白testbench HDL代码高密度脂蛋白LTE MIB复苏子系统。因为输入波形在这个例子中包含至少40副框架来完成细胞搜索和MIB复苏,试验台一代需要很长时间。

的高密度脂蛋白LTE MIB复苏子系统合成在Xilinx®Zynq®-7000 ZC706评估板。这个职位地点和路线资源利用率结果如下表所示。设计了计时的时钟频率140 MHz。

资源使用售予_____片寄存器51582片29859 RAMB18 38 RAMB36 39 DSP48 134附近地区

限制

频率估计算法优化场景连续LTE信号。算法性能下降的稀疏信号在时域,如在TDD模式下配置downlink-to-uplink比率较低。这种退化可能减少后续处理阶段的检测和解码能力的信号。

更多信息见无线通信算法在硬件原型。

引用