介绍

本例中给出的模型可用于定位和解码LTE下行信号中的MIB。它建立在LTE HDL Cell搜索示例，添加处理阶段以解码MIB。主信息块（MIB）消息在物理广播频道（PBCH）中传输，并携带基本系统信息：

该设计针对HDL代码生成进行了优化，并且体系结构是可扩展的，允许添加额外的处理阶段，如PCFICH、PDCCH和PDSCH的索引和解码(参见LTE HDL SIB1恢复）.该设计可在SoC平台上通过软硬件协同设计和硬件支持包实现。金宝app看到在SOC上部署LTE HDL参考应用程序．

MIB处理阶段

为了解码MIB消息此示例执行这些操作：

小区搜索和OFDM解调

对接收到的数据执行LTE信号检测、定时和频率同步以及OFDM解调。这产生网格数据并提供关于接收波形的子帧编号和小区ID的信息。MIB消息始终在子帧0中携带，并且小区id用于确定用于信道估计的小区特定参考信号（CRS）的位置，以及用于初始化用于PBCH解码器的解扰序列。

缓冲网格数据

由于MIB消息总是在下行信号的子帧0中携带，所以子帧0被缓冲在内存库中。在将子帧写入存储库的同时，利用cellID计算CRS的位置，并将CRS发送到信道估计器。

信道估计

然后将来自所接收的网格的CR与预期值进行比较，并且计算相位偏移。每个CR的信道估计在时间上平均，并且线性插值用于估计不包含CRS的子载波的信道。子帧的信道估计用于在从网格存储器读取时均衡数据。

PBCH索引

PBCH总是被分配到子帧0的中央6个资源块(RBs)，在第二个槽的前4个OFDM符号中。它占据了该区域内的所有资源要素(REs)，不包括分配给CRS的位置。利用cellID计算CRS的位置，然后计算PBCH所占用的CRS地址(共240个位置)，并从网格存储库中检索数据。

PBCH解码

当从网格存储器组读取PBCH数据时，使用信道估计对其进行均衡。缓冲240个经均衡的PBCH码元，并且对PBCH传输块内的MIB的4个可能版本中的每一个尝试PBCH和BCH解码。每个版本都需要不同的解扰序列，因此必须对每个版本尝试解扰、解调、速率恢复、卷积解码和CRC检查。如果解码成功，CRC值给出cellRefP值——发射天线的数量，可以解析MIB位以给出系统参数。

模型架构

LTE HDL小区搜索和MIB恢复实现的架构如下图所示。

接收机的输入是基带I/Q数据，采样频率为30.72 Msps。OFDM解调使用2048点FFT，足以解码所有支持的LTE带宽。金宝app资源网格缓冲区能够存储LTE数据的一个子帧。一旦接收器与单元同步，OFDM解调器的数据就写入网格缓冲区。然后PBCH索引块生成携带PBCH的资源元素的索引。在通过PBCH解码器之前，这些资源元素被从网格缓冲区中读出并均衡。该体系结构被设计为可扩展和可伸缩的，以便可以根据需要插入额外的通道索引和解码功能。例如，可以将其扩展为执行SIB1恢复，如LTE HDL SIB1恢复例子。

最高层ltehdlMIBRecovery模型如下所示。的HDL代码可以生成HDL LTE MIB恢复子系统。

这个ltehdlMIBRecovery_init.m脚本由模型自动执行InitFcn回调。该脚本生成达坦和启动刺激信号以及初始化模型所需的任何常量。输入数据可以从文件中加载，对于本例来说，文件是在空中捕获的LTE信号。有关从空中捕获LTE信号的信息，请参阅LTE接收机使用模拟设备AD9361/AD9364(Xilinx Zynq-Based Radio金宝app通信工具箱支持包). 或者，可以使用LTE工具箱功能合成LTE波形。要选择输入源，请更改loadfromfile.参数ltehdlMIBRecovery_init.m．

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

loadfromfile = true;

如果loadfromfile负载('eNodeBwaveForm.mat'）;Datain =重组（rxwaveform，samplingrate，fs）;其他的dataIn = hGenerateDLRXWaveform ();结束

HDL优化的LTE MIB恢复

它的结构HDL LTE MIB恢复子系统如下图所示。这个下行同步解调模块执行频率和时间同步、PSS/SSS信号检测和OFDM解调。这个MIB译码器子系统缓冲输入数据的0子帧，进行信道估计，并尝试解码PBCH以恢复MIB信息。

下行同步与解调

这个下行同步解调子系统以30.72 Msps的速度接收I/Q数据，输出不均衡的下行资源网格数据。它是ltehddownlinksyncdemod.模型参考，实现以下功能:

的运作ltehddownlinksyncdemod.在LTE HDL Cell搜索例子。

MIB译码器

这个MIB译码器子系统如下所示。它由四个子系统组成：PBCH索引,资源网格内存,信道均衡， 和PBCH译码器．操作顺序如下:

资源网格内存

这个资源网格内存块包含一个内存组，用于控制网格内存组的读写逻辑，以及用于定位和输出CRS的逻辑。内存组容量是在最大支持的LTE带宽(20MHz)下的一个子帧解调OFDM数据。金宝app

这个MemoryBank写控制器负责将数据的子帧写入内存组。这个写子帧输入使得适当的子帧的写控制器;在本示例的情况下子帧0。这个LTE记忆库包含维度的RAM 14 x 2048 x 16位复数值;这是14个ODFM符号，每个符号包含2048个复杂值。这个rsOutputGen子系统计算小区参考符号的位置，从数据中提取它们被写入网格内存时，并通过该数据提取这些位置，并通过该数据gridData输出信号。

这个gridData输出端口携带CRS信号，来自rsOutputGen，当数据被写入网格内存时(gridWriteDone输出端口低)，并从LTE记忆库当对网格内存的写入完成时(gridWriteDone输出端口很高）。

PBCH索引

这个PBCH索引块计算从网格内存缓冲区中检索PBCH所需的内存地址。这相当于LTE工具箱ltePBCHIndices函数。然后，从网格内存中检索的数据被均衡并传递给PBCH译码器进行处理。子帧0的数据被写入网格内存后，PBCH索引子系统就开始活动了gridWriteDone的输出资源网格内存子系统。PBCH总长度为240个符号，以中间子载波为中心，位于子帧0的第二槽位的前4个符号中。

信道估计和均衡

这个信道均衡块包含三个主要子系统。cellRefGen使用金序列发生器生成特定于小区的参考信号（CRS）符号。胸部使用一种简单的、硬件友好的信道估计算法进行信道估计，假设有两个发射天线。txdivdecode.使用信道估计执行发送分集译码以均衡接收数据的相位。

信道估计器假定发射器正在使用两个天线，从而生成每个天线的信道估计。对于每个天线，信道估计器使用以下算法生成子帧的每个子载波的单个复值频道估计：

用于信道估计的简单时间平均算法假设信道迁移率低。因此，信道估计可能没有足够的质量来解码通过快速衰落信道传输的波形。该算法还避免了在计算每个信道估计时使用除法运算。这意味着接收信号的振幅将不会被校正，这适用于QPSK应用，但不适用于QAM，在QAM中需要精确的振幅校正以实现可靠的解码。

一旦为每个发射天线计算了信道估计，它们就被用于均衡信道gridData因为它被读出来资源网格内存．txdivdecode.对发送分集执行预编码的逆运算(如TS 36.211第6.3.4.3节所述[1.)，并产生一个均衡的输出信号，然后将该信号传递给PBCH译码器．

PBCH译码器

这个PBCH译码器执行QPSK解调、解编、速率恢复和BCH解码。然后使用MIB的解释功能块。这些操作相当于ltePBCHDecode和LTEMIB.功能在LTE工具箱。

这个PBCH控制器将均衡数据存储在内存中，用于迭代卷积解码尝试。在解码MIB时进行的4次尝试对应于每个PBCH传输块的MIB数据的4次重复。

BCH解码器

这个BCH解码器将软决策量化，然后使用LTE卷积译码器和LTE CRC解码器阻碍。卷积解码器输入端的软判决建议字长为4位。但是,BCH解码器块接收20位软判定作为输入。因此softBitScalingUnit块动态缩放数据，以便它利用4位软决策的整个动态范围。CRC解码器块被配置为返回完整校验和不匹配值。CRC掩码一旦根据允许的值进行检查，就会提供CellREFP.; 发射机上特定于小区的参考信号天线端口数。如果CRC校验和与接受值之一不匹配，则MIB未成功解码，PBCH控制器决定是否启动另一次解码尝试。

当MIB成功解码时，MIB的解释子系统提取并输出消息的字段。

性能分析

输入波形的质量是影响解码性能的一个重要因素。影响信号质量的常见因素是多径传播条件、信道衰减和来自其他小区的干扰。输入波形的质量可以使用cellQualitySearch功能。此函数检测输入波形中的LTE小区，并返回每个LTE小区包含以下字段的结构：

应用cellQualitySearch函数到捕获的波形eNodebwaveForm.Mat中使用的ltehdlMIBRecovery_init.m返回以下报告:

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

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

捕获的波形中有两个单元，一个单元ID为76，另一个单元ID为160。NCellID=76的细胞具有更高的REPORTEDSRQ，表明它是一个更强的信号。在本例中，Simulink模型对NCellID=76的MIB进行解码。金宝app

结果和显示

下面的范围显示了本示例的键控制信号。当一个脉冲被断言开始启动cell搜索进程的信号。单元格的成功检测由细胞检测信号。当细胞检测信号被断言ncellid.和TDDMode信号变为活动状态，指示小区ID号以及单元格是否使用TDD（1）或FDD（0）。在检测到小区之后，OFDM解调器等待直到下一个帧的子帧0开始输出网格数据，因此之间存在差距细胞检测走高，网格数据输出，如gridDataValid信号。什么时候gridDataValid是第一个断言次帧将为零，并将为后续子帧增加。模拟在mibdetected.或者米格罗尔信号被断言。

一旦检测到MIB，则NDLRB,菲希,NG.,nFrame， 和CellREFP.信号都变为活动状态，指示单元的关键参数。这些参数显示在模型中，因为当模拟停止时，它们是静态值。

解码捕获波形时，解码以下MIB信息：

NCellID（小区ID）：76 TDDMode（0=FDD，1=TDD）：0 NDLRB（下行链路资源块的数量）：25 PHICH（PHICH持续时间）索引：0 Ng（HICH组乘法器）：2 NF帧（帧编号）：262 CellRefP（小区特定参考信号）：2

这表明小区使用的双工模式是FDD，MIB在帧号262中解码，PHICH持续时间为“正常”，并且HICH组乘数值是“一个”。

HDL代码生成和验证

要为本示例生成HDL代码，您必须拥有HDL Coder™许可证。使用makehdl.和makehdltb.命令生成HDL代码和HDL测试台HDL LTE MIB恢复子系统。由于此示例中的输入波形包含至少40个子帧来完成小区搜索和MIB恢复，因此测试台代生成需要很长时间。

这个HDL LTE MIB恢复子系统在Xilinx®Zynq®-7000 ZC706评估板上合成。驿站和路线资源利用结果如下表所示。该设计满足140 MHz时钟频率的定时要求。

资源使用_______________ _____ Slice register 51582 Slice LUTs 29859 RAMB18 38 RAMB36 39 DSP48 134

有关更多信息，请参见基于硬件的无线通信算法原型．

参考