LTE OFDM解调器

解调时域OFDM样本，返回LTE资源网格

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库:
无线HDL工具箱/调制

描述

的LTE OFDM解调器块实现了LTE标准TS 36.212指定的LTE信号解调算法[1]。该块返回LTE资源网格，用于cell ID检测、主信息块(MIB)恢复、系统信息块(SIB)1恢复以及进一步的解码。

用户可以根据LTE标准的描述，选择下行资源块数量(NDLRB)，并选择正常循环前缀(CP)或扩展循环前缀(extended cyclic prefix)。该块实现了一个CP分数来支持带窗口的LTE传输，并提供了一个参数来配置前缀移金宝app除的位置。

该模块提供了适合于HDL代码生成和硬件部署的接口和体系结构。

块以30.72 MHz的最大速率或与NDLRB对应的采样速率接受输入数据。NDLRB 6、15、25、50、75和100的输入采样率分别为1.92 MHz、3.84 MHz、7.68 MHz、15.36 MHz、30.72 MHz和30.72 MHz。该块对NDLRB的所有值使用2048点快速傅里叶变换(FFT)，并返回所选NDLRB所需的资源网格样本数量。缺省情况下，不包括直流载波。

从第一个输入示例到第一个输出示例的延迟取决于您对NDLRB和循环前缀类型的选择，如下表所示。

	最大采样率		对应于NDLRB采样率
NDLRB	时延-正常CP	延迟-扩展CP	时延-正常CP	延迟-扩展CP
6	5295	5647	6654	6676
15	5241	5593	6520	6564
25	5181	5533	6660	6748
50	5031	5383	6700	6876
75	4881	5233	6930	7282
One hundred.	4731	5083	6780	7132

例子

流样本的LTE OFDM解调

使用LTE OFDM解调器块从流样本中返回LTE资源网格。您可以从这个块生成HDL代码。

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复位和重启LTE OFDM解调

从未完成的LTE单元中恢复LTE OFDM解调器块。输入数据被截断以模拟信号的丢失或接收器上游部分的复位。示例模型使用复位信号来清除LTE OFDM解调器块的内部状态计数器，然后在下一个单元上重新启动计算。本例中，“LTE OFDM解调器”的“输入数据采样率”参数设置为“使用最大输入数据采样率”。因此，块的基本采样率为30.72 MHz。

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LTE资源网格调制解调

调制解调LTE资源网格样本。该模型将LTE OFDM调制器块连接到LTE OFDM解调器块。为了验证这两个模块的算法，将解调器的输出与调制器的输入进行比较。您可以从任何一个块生成HDL代码。

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港口

输入

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数据- - - - - -输入数据
标量

输入数据，指定为带符号的实数或复数。

软件支持金宝app双而且单用于模拟的数据类型，但不用于HDL代码生成。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|有符号不动点
复数支持:金宝app是的

有效的- - - - - -指示有效的输入数据
`布尔`标量

控制信号，表明当样品从数据输入端口有效。当此值为1(true)时，该块捕获数据输入端口。当此值为0(false)，则块忽略输入数据样本。

数据类型:布尔

NDLRB- - - - - -下行资源块个数
`6`|`15`|`25`|`50`|`75`|`One hundred.`

下行资源块数量，指定为6，15，25，50，75,或One hundred.。NDLRB必须是LTE标准TS 36.212指定的六个值之一[1]。该块在每个子帧的开始处采样该端口，并忽略子帧内的任何更改。

依赖关系

若要启用此端口，请设置NDLRB源参数输入端口。

cyclicPrefixType- - - - - -CP类型
标量

CP类型，指定为a布尔标量。当此值为0(false)，块选择正常CP1(true)，块选择扩展CP。块在每个子帧的开始采样这个端口，忽略子帧内的任何变化。

依赖关系

若要启用此端口，请设置循环前缀源参数输入端口。

数据类型:布尔

重置- - - - - -清晰的内部状态
标量

清除内部状态，指定为布尔标量。当此值为1(true)，块停止当前计算并清除所有内部状态。当此值为0(假)，和有效的输入值为1(true)，块开始一个新的子帧。

依赖关系

要启用此端口，请选择开启复位输入端口参数。

数据类型:布尔

输出

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数据- - - - - -输出数据
标量

输出数据，作为带符号的实数或复数返回。数据类型与输入的数据类型相同数据端口。当你清除将蝴蝶输出除以二参数时，输出字长度增加11位以避免溢出。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|有符号不动点
复数支持:金宝app是的

有效的- - - - - -指示有效的输出数据
标量

控制信号，表示当数据输出端口有效。块将此值设置为1的资源网格样本可用时(true)数据输出端口。当移除直流子载波时，此值设置为0(假)在输出样本的中心，以排除直流载波。

数据类型:布尔

准备好了- - - - - -表示块已经就绪
标量

控制信号，指示块何时准备好接收新的输入数据。当此值为1(true)，则块在下一个时间步中接受输入数据。当此值为0(false)，则块忽略下一个时间步中的输入数据。

依赖关系

若要启用此端口，请设置输入数据抽样率参数匹配输入数据采样率到NDLRB。

数据类型:布尔

参数

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主要

NDLRB源- - - - - -NDLRB的来源
`财产`(默认)|`输入端口`

您可以使用输入端口或通过为参数选择一个值来设置NDLRB。要启用NDLRB参数,选择财产。要启用NDLRB端口,选择输入端口。

NDLRB- - - - - -下行资源块个数
`6`(默认)|`15`|`25`|`50`|`75`|`One hundred.`

下行资源块数量，指定为6，15，25，50，75,或One hundred.。NDLRB必须是LTE标准TS 36.212指定的六个值之一[1]。

依赖关系

若要启用此参数，请设置NDLRB源参数财产。

循环前缀源- - - - - -循环前缀类型的源
`财产`(默认)|`输入端口`

可以通过选择参数值或输入端口来设置循环前缀。要启用循环前缀类型参数,选择财产。要启用cyclicPrefixType端口,选择输入端口。

循环前缀类型- - - - - -循环前缀类型
`正常的`(默认)|`扩展`

循环前缀类型，指定为正常的或扩展。

依赖关系

若要启用此参数，请设置循环前缀源参数财产。

CP分数- - - - - -要去除的循环前缀百分比
`0.55`(默认)|取值范围为0 ~ 1

循环前缀分数，指定为从0到1的值，包括。此参数指定块从OFDM符号开始移除的CP样本的百分比。块将剩余的CP样本移到OFDM符号的末尾。

当此参数为0.55，该块从符号的开头移去55%的CP，并将45%移到符号的末尾。当将该参数设置为时1时，该块从OFDM符号的开头移除100%的CP，并且不将任何样本移到末尾。

CP分数提供窗口LTE传输支持。金宝app当发射机应用窗口时，符号被循环地扩展和重叠。在接收机设计中，删除前缀和提取符号的最佳位置取决于发射机的窗口设置。有关LTE发射机的窗口化的详细信息，请参阅的算法部分lteOFDMModulate(LTE工具箱)函数。

移除直流子载波- - - - - -排除或包括直流子载波
`从`(默认)|`在`

选择此参数时，该块在资源网格输出中不包含直流子载波。直流子载波位于12×NDLRB子载波的中心。块排除直流子载波通过设置有效的信号低(假)表示输出子载波的中心周期。

开启复位输入端口- - - - - -复位信号
`从`(默认)|`在`

选择此参数可启用重置端口上的块图标。

输入数据抽样率- - - - - -输入抽样率
`使用最大输入数据采样率`(默认)|`匹配输入数据采样率到NDLRB`

此参数指定要为输入数据选择的采样率类型。

要提供30.72 MHz的输入数据采样率，请选择使用最大输入数据采样率。
提供一个输入数据采样率的基础上NDLRB参数,选择匹配输入数据采样率到NDLRB。的输入采样率NDLRB值6，15，25，50，75,One hundred.为1.92 MHz、3.84 MHz、7.68 MHz、15.36 MHz、30.72 MHz和30.72 MHz。

有关更多信息，请参见数据速率控制器。

FFT参数

将蝴蝶输出除以二- - - - - -将FFT蝴蝶输出除二
`从`(默认)|`在`

控件的伸缩选项FFT块内部的LTE OFDM解调器。

当选择此参数时，FFT总体实现1/N比例因子是将每只蝴蝶的输出再乘以二。这种调整使FFT的输出保持在与其输入相同的振幅范围内。如果禁用此参数，则在每次蝴蝶乘法之后，块通过将字长增加一位来避免溢出。

舍入方法- - - - - -用于内部定点计算的舍入模式
`地板上`(默认)|`天花板`|`收敛`|`最近的`|`轮`|`零`

此参数指定内部定点计算的舍入模式类型。有关舍入模式的详细信息，请参见舍入模式。当输入为任意整数数据类型或定点数据类型时，FFT算法使用定点算法进行内部计算。当输入为数据类型时，此参数不应用单或双。舍入适用于旋转因子乘法和缩放操作。

算法

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的LTE OFDM解调器块操作序列使用这些块进行:数据速率控制器，CP前缀去除，样本中继器，FFT移位，FFT和资源网格选择。数据速率控制器块通过生成就绪信号来帮助控制输入数据速率。CP删除块删除符号开头的CP部分和符号结尾CP的剩余部分。Sample Repeater块基于NDLRB值重复样本。块重复采样，直到形成2048个样本，并将输入数据速率转换为LTE支持的最大速率。金宝appFFT移位块执行时域FFT移位。FFT块将频域信号转换为时域信号。资源网格选择块根据NDLRB和输入数据采样率提取资源网格元素，并提供解调输出。图中显示的参数配置块的行为。

数据速率控制器

块以30.72 MHz的最大速率或与NDLRB对应的采样速率接受输入数据。NDLRB值6、15、25、50、75和100的输入采样率分别为1.92 MHz、3.84 MHz、7.68 MHz、15.36 MHz、30.72 MHz和30.72 MHz。

当你设置输入数据抽样率参数使用最大输入数据采样率时，该块根据解调参数(NDLRB而且CP前缀类型)，并提供输出数据和输出有效的向下一个街区发出信号。

当你设置输入数据抽样率参数匹配输入数据采样率到NDLRB时，该块生成输出准备好了信号，并以相对于NDLRB的速率控制输入。块接受关于NDLRB的数据样本准备好了信号是1(真正的)。

的时序图准备好了信号生成为连续输入时NDLRB是6而且CP前缀类型是正常的FFT长度为128,CP长度为10。

numHigh＝FFT长度+CP长度= 128 +10 = 138个时钟周期。

numLow＝FFT最大长度+最大CP长度- (numHigh) = 2048 + 160 -(138) = 2070个时钟周期。

的时序图准备好了信号的产生为一个离散的输入1(高)为16个时钟周期时NDLRB是6而且CP前缀类型是正常的FFT长度为128,CP长度为10。

numHigh= (FFT长度+CP长度1) *最大FFT长度/ FFT长度+1 =(128 +10 -1) * 16 +1 = 2193个时钟周期。

numLow＝FFT最大长度+最大CP长度- (numHigh) = 2048 + 160 - (2193) = 15个时钟周期。

循环前缀去除

该块通过实现分数循环前金宝app缀去除来支持窗口LTE传输。开窗减少带外辐射。发射机通过将每个OFDM符号的尾部与下一个OFDM符号的头部重叠来执行窗口。接收机在FFT计算中必须避免这些重叠样本。分数CP通过删除符号开头的部分CP和符号结尾的剩余CP来解决这个问题。实现cp -分数算法也使LTE OFDM解调器块对定时偏移不太敏感。

的循环前缀类型参数控制块期望正常CP还是扩展CP。当块以30.72 MHz的最大采样率运行时，它假设每个符号是2048个样本加上与该速率相关的循环前缀大小。当使用普通CP时，每个槽中第一个符号的前缀有160个样本，而后续符号的前缀有144个样本。扩展CP有512个样本。

当块以相对于NDLRB值的采样率运行时，例如，如果NDLRB为6，块将接收128个样本加上与该速率相关的循环前缀大小。当使用普通CP时，每个槽中第一个符号的前缀有10个样本，而后续符号的前缀有9个样本。扩展CP有32个样品。

块分两个阶段处理CP。首先，该块计算要移除的CP样本数量，NR，并将这些样本从输入样本中移除。接下来，它计算要移动的样本数量，Ns，并将这些样本在时域内移动到OFDM符号的末端。这两段一起构成了循环前缀的总长度，Ncp =Ns +Nr。

的CP分数参数控制块在符号开头删除多少个样本。该块将循环前缀的剩余部分从符号的开头移动到符号的末尾。块量化CP分数来fi(0, 11日,10)。为了获得整数个数的样本，块进行计算Nr =地板上（Ncp *CP分数）.

该波形显示了去除CP两个阶段的控制信号。该块被配置为普通CP，因此第一个符号的CP为160个样本。后续符号的CP为144个样本。的CP分数是0.55。

在第一阶段，块设置内部有效的信号0（假)以排除第一个N符号的R个样本。对于第一个符号，NR = 88。操作有效的信号也不包括韵母NS个样本，这些样本在下一阶段被移位的样本所取代。对于第一个符号，NS = 72。在阶段2中，块写入Ns的样本，然后读取并返回这些样本在符号的结尾。块移动内部有效的信号包括转移的样本在他们的新位置。结果是2048个样本，在时域内正确对齐，为FFT做准备。

对于第二个符号，循环前缀为144个样本，NR = 80和NS = 64。

有关LTE发射机窗口的更多信息，请参阅中的算法部分lteOFDMModulate(LTE工具箱)函数。

样本中继器

随着LTE OFDM解调器block使用最大FFT长度2048。因此，当提供实际FFT长度对应的输入样本时，Sample Repeater块重复样本，直到形成2048个样本。对于这个操作，块首先缓冲输入样本，然后根据NDLRB值重复样本。这种重复机制有助于避免在FFT块输入时缩放。例如，如果NDLRB为6，则每个OFDM符号由128个样本组成。该块通过重复16次将这128个样本转换为2048个样本。在块生成2048个数据样本后，它发送数据而且有效的信号到下一个块。

时域FFT位移

通常，接收机在频域进行FFT移位。然而，这种方法需要内存，并引入与FFT大小相关的延迟。相反，接收机可以利用傅里叶变换的频移特性在时域内执行相同的操作。在一个定义域移动一个函数对应于在另一个定义域乘以一个复指数函数。为了减少硬件资源和延迟，该块通过将时域样本乘以复指数函数来执行FFT移位。

这些方程描述了FFT位移。a的方程N点FFT是

$X （ k ）＝ F (x （ n ）］＝ \sum_{n ＝ 0}^{N - 1} x （ n ） e^{- \frac{j 2 π n k}{N}}$

的FFT位移N/2个载波在任意方向，替换 $k ＝ k - \frac{N}{2}$ ，导致

$X （ k - \frac{N}{2} ）＝ \sum_{n ＝ 0}^{N - 1} x （ n ） e^{- \frac{j 2 π n （ k - \frac{N}{2} ）}{N}}$

这个方程化简为

$X （ k - \frac{N}{2} ）＝ \sum_{n ＝ 0}^{N - 1} e^{j π n} x （ n ） e^{- \frac{j 2 π n k}{N}}$

自 $\sum_{n ＝ 0}^{N - 1} x （ n ） e^{- \frac{j 2 π n k}{N}}$ 等于 $F (x （ n ）］$ , $e^{j π} ＝ - 1$ ，则方程化简为

$X （ k - \frac{N}{2} ）＝ F ({（ - 1 ）}^{n} x （ n ）］$

最后的方程表明，时域中的FFT位移简化为乘以(-1)ⁿ。因此，该块通过将时域样本乘以+1或-1来实现FFT移位。

FFT

FFT移位子系统的输出被馈送到一个FFT块。时域采样的采样率必须为30.72 MHz。该块为所有NDLRB值计算2048点FFT。

的将蝴蝶输出除以二参数控制FFT是否实现总体1/N比例因子是将每只蝴蝶的输出再乘以二。这种调整使FFT的输出保持在与其输入相同的振幅范围内。当禁用缩放(默认)时，块通过在每次蝴蝶乘法之后将字长增加一位来避免溢出。

资源网格选择

这部分算法根据NDLRB选择合适的子载波数。在2048个子载波中，块选择中央的12xNDLRB子载波进行输出。

如果移除直流子载波参数时，块将直流子载波从最终资源网格输出中排除。块排除直流子载波通过设置有效的信号0(false)为输出子载波的中心周期。

对于NDLRB 25，块返回12×25=300个资源网格样本。控件指示这些输出示例的位置validOut信号设置为1(真正的)。的validOut信号是0(假)在输出样本的中心，以排除直流载波。

此波形显示设置时的输出输入数据抽样率参数使用最大输入数据采样率选择CP正常的NDLRB为25。

属性时，此波形显示块的输出输入数据抽样率参数匹配输入数据采样率到NDLRB在正常CP下选择NDLRB为25，在FFT输入处重复4次，计算2048点FFT。在FFT的输出中，每四个样本中就有一个样本被提取实际的FFT样本。该块选择中心(12×25 = 300)资源网格元素，并将它们与有效信号一起输出。

性能

合成HDL代码的性能因目标和合成选项而异。用于生成HDL代码的输入数据类型为fixdt(14) 1日16日。

该表显示了使用默认配置的块时，资源和性能数据的综合结果。生成的HDL针对Xilinx^®Zynq^®XC7Z045I-FFG900-2L FPGA。该设计实现了280mhz的时钟频率。

资源	使用数量
附近地区	6072
寄存器	8291
需求方	16
块内存	23
F7 mux	0
F8 mux	0
RAMB36 /先进先出	6
RAMB18	18

参考文献

[1] 3gpp ts 36.212。“多路复用和信道编码。”第三代伙伴计划;技术规范集团无线接入网;改进通用地面无线电接达(E-UTRA)。URL:https://www.3gpp.org。

[2]塞西亚，S.， I.陶菲克，M.贝克编。LTE - UMTS长期演进:从理论到实践。霍博肯，新泽西州:约翰威利父子有限公司，2009年。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

此块支持Simulin金宝appk的C/ c++代码生成金宝app^®加速器和快速加速器模式以及用于DPI组件生成。

HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

HDL Coder™提供了影响HDL实现和合成逻辑的额外配置选项。

高密度脂蛋白架构

这个块有一个默认的HDL架构。

HDL块属性

ConstrainedOutputPipeline	通过在设计中移动现有延迟来放置在输出端的寄存器数量。分布式管道不会重新分发这些寄存器。默认为`0`。详情请参见ConstrainedOutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)。
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入管道阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认为`0`。详情请参见InputPipeline(高密度脂蛋白编码器)。
OutputPipeline	要在生成的代码中插入的输出管道阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认为`0`。详情请参见OutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)。

限制

类型中的此块无法生成HDL可重置同步子系统(高密度脂蛋白编码器)。

版本历史

在R2018a中引入

另请参阅

块

LTE OFDM调制器

功能

lteOFDMDemodulate(LTE工具箱)|lteOFDMModulate(LTE工具箱)

LTE OFDM解调器

描述

例子

流样本的LTE OFDM解调

复位和重启LTE OFDM解调

LTE资源网格调制解调

港口

输入

数据- - - - - -输入数据标量

有效的- - - - - -指示有效的输入数据布尔标量

NDLRB- - - - - -下行资源块个数6|15|25|50|75|One hundred.

依赖关系

cyclicPrefixType- - - - - -CP类型标量

依赖关系

重置- - - - - -清晰的内部状态标量

依赖关系

输出

数据- - - - - -输出数据标量

有效的- - - - - -指示有效的输出数据标量

准备好了- - - - - -表示块已经就绪标量

依赖关系

参数

主要

NDLRB源- - - - - -NDLRB的来源财产(默认)|输入端口

NDLRB- - - - - -下行资源块个数6(默认)|15|25|50|75|One hundred.

依赖关系

循环前缀源- - - - - -循环前缀类型的源财产(默认)|输入端口

循环前缀类型- - - - - -循环前缀类型正常的(默认)|扩展

依赖关系

CP分数- - - - - -要去除的循环前缀百分比0.55(默认)|取值范围为0 ~ 1

移除直流子载波- - - - - -排除或包括直流子载波从(默认)|在

开启复位输入端口- - - - - -复位信号从(默认)|在

输入数据抽样率- - - - - -输入抽样率使用最大输入数据采样率(默认)|匹配输入数据采样率到NDLRB

FFT参数

将蝴蝶输出除以二- - - - - -将FFT蝴蝶输出除二从(默认)|在

舍入方法- - - - - -用于内部定点计算的舍入模式地板上(默认)|天花板|收敛|最近的|轮|零

算法

数据速率控制器

循环前缀去除

样本中继器

时域FFT位移

FFT

资源网格选择

性能

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

版本历史

另请参阅

块

功能

数据- - - - - -输入数据
标量

有效的- - - - - -指示有效的输入数据
`布尔`标量

NDLRB- - - - - -下行资源块个数
`6`|`15`|`25`|`50`|`75`|`One hundred.`

cyclicPrefixType- - - - - -CP类型
标量

重置- - - - - -清晰的内部状态
标量

数据- - - - - -输出数据
标量

有效的- - - - - -指示有效的输出数据
标量

准备好了- - - - - -表示块已经就绪
标量

NDLRB源- - - - - -NDLRB的来源
`财产`(默认)|`输入端口`

NDLRB- - - - - -下行资源块个数
`6`(默认)|`15`|`25`|`50`|`75`|`One hundred.`

循环前缀源- - - - - -循环前缀类型的源
`财产`(默认)|`输入端口`

循环前缀类型- - - - - -循环前缀类型
`正常的`(默认)|`扩展`

CP分数- - - - - -要去除的循环前缀百分比
`0.55`(默认)|取值范围为0 ~ 1

移除直流子载波- - - - - -排除或包括直流子载波
`从`(默认)|`在`

开启复位输入端口- - - - - -复位信号
`从`(默认)|`在`

输入数据抽样率- - - - - -输入抽样率
`使用最大输入数据采样率`(默认)|`匹配输入数据采样率到NDLRB`

将蝴蝶输出除以二- - - - - -将FFT蝴蝶输出除二
`从`(默认)|`在`

舍入方法- - - - - -用于内部定点计算的舍入模式
`地板上`(默认)|`天花板`|`收敛`|`最近的`|`轮`|`零`

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。