主要内容

PDSCH增强的ue特定波束形成

本示例演示了LTE Toolbox™的Release 10特定于ue的波束形成功能,并展示了适当选择波束形成矩阵如何导致更好的性能。

简介

版本10允许在天线端口7-14上传输多达8层(TS36.213,章节7.1.5B [1])。在该方案中,传输在一个或多个层上进行,每层有一个参考信号(端口),并且可以使用任何适当尺寸的波束形成矩阵将波束形成到任何数量的传输天线上;标准中没有规定发射天线数的选择和波束形成矩阵的取值。

该示例显示了使用基于信道状态信息参考信号的预编码矩阵指示器(PMI)反馈所取得的误差向量幅度(EVM)改进。具有物理下行共享信道(PDSCH)信息的波形被创建并通过有噪声的衰落信道传递。所接收的波形被解调,从而得到每个接收天线的接收资源网格。然后使用信道的估计来解码PDSCH,计算信道的信噪比和奇异值,并选择适当的预编码矩阵。计算接收信号的EVM,并用于估计有效信道信噪比。这个过程在有或没有基于PMI反馈的信道状态信息(CSI)和参考信号(RS)的情况下进行,以演示对性能的影响。

参考测量通道配置

生成RMC R.5的参考测量通道(RMC)配置结构修改为只创建1个子帧和5个资源块,使用8个天线。

特定于ue的波束形成能力在LTE工具箱中参数化为TxScheme = 'Port7-14'结合适当的层数选择NLayers.有许多标准定义的rmc使用LTE Toolbox支持的Port7-14传输方案。金宝app例如R.43, R.44, R.45, R.45-1, R.48, R.50和R.51。看到lteRMCDL获取详细信息。波束形成矩阵用PDSCH构型场表示W;传输天线的数目由的列数给出W

RMC = struct;RMC配置结构rmc。RC =“R.5”RMC R.5上的基本配置rmc。DuplexMode =“TDD”%用户时分双工(TDD)rmc。TotSubframes = 1;配置单个子帧从RMC R.5生成基本配置,并修改以设置Port7-14传输方案所需的参数。注意,如果该标准定义的rmc采用Port7-14传输方案支持金宝app% lteRMCDL,这些参数将被预先配置。rmc = lteRMCDL(rmc);rmc。NDLRB = 25;% 25资源块rmc。NCellID = 10;%细胞标识10rmc.PDSCH.TxScheme =“Port7-14”最多8层传输,端口7-14rmc.PDSCH.NLayers = 2;% 2传输层用于波束形成rmc.PDSCH.NSCID = 0;%置乱标识0rmc。CSIRefP = 8;% 8 CSI-RS端口rmc。CSIRSConfig = 0;% CSI-RS配置0rmc。CSIRSPeriod =“上”%配置CSI-RS始终“开启”rmc。ZeroPowerCSIRSPeriod =“关闭”配置零功率CSI-RS 'off'rmc.PDSCH.PRBSet = (4:8).';% 5已分配的RBsrmc.PDSCH.PMIMode =“宽带”%宽带巡检模式rmc.PDSCH.CSI =“上”% CSI软位缩放%码本子集定义,允许所有码本条目rmc.PDSCH.CodebookSubset =“0 x1fffffffffffffffffffffffffff”

通道配置

衰落信道配置为3个接收天线的扩展车辆A (EVA)配置文件。

通道= struct;通道配置结构通道。看到d = 8;%沟道种子通道。NRxAnts = 3;% 3接收天线通道。DelayProfile =“爱娃”%延迟配置文件通道。多普勒频率= 5.0;%多普勒频率,单位为Hz通道。MIMOCorrelation =“媒介”%多天线相关性通道。NTerms = 16;衰落模型中使用的振荡器通道。ModelType =“GMEDS”瑞利衰落模型类型通道。InitTime = 0.0;初始时间通道。InitPhase =“随机”%随机初始相通道。NormalizePathGains =“上”正常化延迟配置文件功率通道。NormalizeTxAnts =“上”用于发射天线归一化

信道估计器配置

在使用特定于ue的RS或CSI-RS对信道进行估计时,必须使用信道估计器的特殊模式Port7-14传输方案。这种模式为占用相同时频位置的参考符号提供了适当的“反展开”操作。lteDLChannelEstimate通过配置UserDefined先导平均窗口,大小为1 × 2(频率和时间)。

Cec = struct;通道估计配置结构cec。PilotAverage =“UserDefined”导频符号平均的类型cec。FreqWindow = 1;%频率窗口大小(特殊模式)cec。TimeWindow = 2;%时间窗口大小(特殊模式)cec。InterpType =“立方”% 2D插值类型cec。InterpWindow =“中心”插补窗口类型cec。InterpWinSize = 1;插值窗口大小%

模拟循环

模拟运行了两次,以演示使用基于csi - rs的PMI反馈时的性能增益。产生两个地块:

  • PDSCH在2层上发射时接收星座,每层在8个发射天线中的1个上

  • PDSCH采用波束形成矩阵在8根天线上发射时接收星座W它与信道响应相匹配。这是使用基于csi - rs的PMI反馈选择的。

每个两个传输的奇异值也显示出来,信道响应是在所有分配的PDSCH资源元素(REs)上的平均值。这些奇异值结合起来就得到了信道的有效信噪比。最后,通过测量发送和接收PDSCH符号之间的EVM来估计接收符号的信噪比。数值结果表明,采用波束形成矩阵后,信噪比提高了约2dBW基于csi - rs的PMI反馈选择。

%传输没有然后基于csi - rs的PMI反馈csirsFeedback = 0:1配置随机数生成器rng (“默认”);使用传输波束形成矩阵W配置PDSCH子结构。%在循环的第一次迭代中传输每个层上的一个% 8个天线。在第二次迭代中,将图层传输到2个光束上%匹配到通道响应,使用基于csi - rs的PMI反馈。的反馈给第二次迭代的PMI值在迭代结束时计算%的第一如果~csirsFeedback rmc.PDSCH.W = [1 0 0 0 0 0 0 0 0;...0 0 0 0 1 0 0 0]/√(2);其他的lteCSICodebook(rmc.PDSCH.NLayers,...rmc。CSIRefP, [PMI(1) PMI(2)]).';结束使用波束形成矩阵W的PDSCH生成传输,到8个天线平面中的第一个(注意这个RMC的CellRefP = 1)。的传输网格包含ue特定参考信号(UE-RS / DMRS)%用于信道估计,CSI-RS参考信号用于PMI选择[~, txGrid, rmcinfo] = lteRMCDLTool(rmc, [1;0;0;1]);通道。SamplingRate = rmcinfo.SamplingRate;% OFDM调制。把另外25个样品加到末尾%波形将覆盖预计来自信道的延迟范围%建模(实现延迟和通道延迟的组合%传播)[tx波形,ofdmDims] = lteofdm调制(rmc, txGrid, 0);tx波形= [tx波形;0(25、大小(txWaveform 2)));% #好吧%衰落信道rx波形= lteFadingChannel(通道,tx波形);创建并应用加性高斯白噪声如果~csirsFeedback SNRdB = 27;信噪比= 10^(SNRdB/20);N = 1/(√(2.0*rmc.CSIRefP*double(ofdmDims.Nfft))*信噪比);v = N*complex(randn(size(rx波形)),randn(size(rx波形)));结束rx波形= rx波形+ v;%执行同步offset = lteDLFrameOffset(rmc, rx波形);rx波形= rx波形(1+offset:end,:);对接收到的数据进行OFDM解调以重建数据%资源网格rxGrid = lteOFDMDemodulate(rmc, rx波形);使用ue特定的DMRS用于PDSCH接收的信道估计cec。参考=dmr的;[hest, nest] = lteDLChannelEstimate(rmc, rmc.)PDSCH, cec, rxGrid);平衡(回到层)和解调PDSCH。从给定的PDSCH中提取对应于2层的REs%子帧通过所有接收天线和信道估计。ind = ltePDSCHIndices(rmc, rmc。PDSCH rmc.PDSCH.PRBSet);[pdschRx, pdschHest] = lteExtractResources(ind, rxGrid, hest);[rxBits, rxSymbols] = ltePDSCHDecode(rmc, rmc.)PDSCH,...pdschRx, pdschest, nest);计算信道奇异值并计算信噪比H =挤压(mean(pdschest));d = svd(H);打印奇异值和有效信道信噪比如果csirsFeedback标签=8天线传输与基于csi - rs的PMI反馈其他的标签=8天线传输,每层1天线结束流(“% s: \ n \ n”、标签);SVDB = sprintf(“% 0.2身上”, 20 * log10 (d));流('通道奇异值:%s\n', svdb);流('有效信道信噪比:%0.2fdB\n'...SNRdB + 10 * log10 (rmc.PDSCH.NLayers) + 10 * log10 (sum (d。^ 2)));%从硬位决策中重新生成PDSCH并解调到估计传输百分比符号remod = ltePDSCH(rmc, rmc。PDSCH, rxBits {1} > 0);[rxBitsRef, rxSymbolsRef] = ltePDSCHDecode(rmc, rmc.)PDSCH remod);使用EVM测量估计信噪比EVM = com .EVM;evmRMS = EVM(rxSymbolsRef{1},rxSymbols{1});SNRest = 20*log10(1/(evmRMS/100));流(接收机EVM的信噪比估计:%0.2fdB\n\n'信噪比);现在计算PMI(通过CSI-RS)用于第二次迭代。通道%实现保持不变如果~ csirsFeedback通过CSI-RS进行PMI选择的通道估计cec。参考=csir的;[hestPMI, nestPMI] = lteDLChannelEstimate(rmc, rmc.)PDSCH,...cec、rxGrid);% PMI选择PMI = ltePMISelect(rmc, rmc.)PDSCH, hestPMI, nestPMI);结束图接收星座百分比图(csirsFeedback + 1);情节(rxSymbols {1},“o”“MarkerEdgeColor”, [0.75 0 0],...“MarkerFaceColor”, [1 0.25 0.25],“MarkerSize”3);轴([-1.25 1.25 -1.25 1.25]);标题(标签);结束
8天线传输,每层1个天线:信道奇异值:-10.19dB -15.32dB有效信道信噪比:20.98dB接收机EVM信噪比估计值:20.73dB 8天线传输,基于csi - rs的PMI反馈:信道奇异值:-5.38dB -11.00dB有效信道信噪比:25.68dB接收机EVM信噪比估计值:25.06dB

选定的参考书目

  1. 3GPP TS 36.213“物理层程序”