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5G 工具箱入门:了解 5G 工具箱的基础知识
同步信号块和突发
生成多个 5G NR 同步信号块(SSB),以形成一个同步信号突发(SS 突发)。
SS / PBCH 块
主同步信号(PSS)
次级同步信号(SSS)
物理广播频道(PBCH)
加扰和调制
映射到资源元素
PBCH 解调参考信号(PBCH DM-RS)
生成 SS 突发
创建 SS 突发网格
定义 SS 块模式
创建 SS 突发内容
nrPBCH |生成 PBCH 调制符号
sym = nrPBCH(cw,ncellid,v)
输入 cw 是二进制 BCH 码字列向量。根据 TS 38.212 第 7.1.5 节的规定,向量的大小为 864。
物理层小区标识号 ncellid。
输入 v 指定加扰序列相位。0-7 的整数。
sym = nrPBCH(cw,ncellid,v,'OutputDataType',datatype)
指定 PBCH 符号的数据类型,'double'(默认)|'single'。
Sym-PBCH 调制符号,作为复数列向量返回。
nrPBCHDMRS | 生成 PBCH DM-RS 符号
sym = nrPBCHDMRS(ncellid,ibar_SSB)
解调参考信号(DM-RS)符号 ncellid。
ibar_SSB 输入可指定 DM-RS 加扰初始化的时间依赖性部分。该功能实现 TS 38.211 第 7.4.1.4.1
节[1]。
sym = nrPBCHDMRS(ncellid,ibar_SSB,'OutputDataType',datatype)
指定 DM-RS 符号的数据类型。
nrPBCHDMRSIndices |
nrPBCHIndices |
nrPSS |
nrPSSIndices |
nrSSS |
nrSSSIndices
建模下行链路控制信息
在 5G NR 通信系统中对 DCI 消息编码,PDCCH 处理和信息恢复进行建模。
系统参数
DCI 编码
PDCCH 符号生成
信道
PDCCH 解码
DCI 解码
nrDCIDecode | nrDCIEncode | nrPDCCH | nrPDCCHDecode
5G 新型无线极性编码
在 5G NR 通信系统中为新的 CA-Polar 编码技术建模。
介绍
极性编码
速率匹配和速率恢复
极性解码
帧处理循环
结果
nrPolarDecode | nrPolarEncode | nrRateMatchPolar | nrRateRecoverPolar
DL-SCH 和 UL-SCH 的 LDPC 处理
使用 LDPC 编码处理 5G NR DL-SCH 和 UL-SCH 传输块。
共享通道参数
使用 LDPC 编码的传输块处理
信道
使用 LDPC 解码接收处理
关于 5G
什么是 5G 新广播?
了解 5G NR 通信系统的优势以及 5G 工具箱的范围。
5G 工具箱和 5G NR 协议层
5G NR 用户平面协议堆栈中的 5G 工具箱。
5G Toolbox™支持 5G NR 物理层,包括物理通道和信号。该工具箱还支持与 RLC 和 MAC 层
的部分接口,包括传输通道和逻辑通道。
下行通道:5G NR 下行链路物理信道和信号,传输信道和控制信息
下行物理信号
5G NR 主要和次要同步信号(PSS 和 SSS)和参考信号(用于 PBCH 和 PDSCH 的 DM-RS,用
于 PDSCH 的 PT-RS 和 CSI-RS)
函数
同步信号
nrPSS 生成 PSS 符号
nrPSSIndices 生成 PSS 资源元素索引
nrSSS 生成 SSS 符号
nrSSSIndices 生成 SSS 资源元素索引
PDSCH 解调参考信号
nrPDSCHDMRS 生成 PDSCH DM-RS 符号
nrPDSCHDMRSIndices 生成 PDSCH DM-RS 索引
nrPDSCHDMRSConfig
PDSCH DM-RS 配置参数
PBCH 解调参考信号
nrPBCHDMRS 生成 PBCH DM-RS 符号
nrPBCHDMRSIndices 生成 PBCH DM-RS 资源元素索引
信道状态信息参考信号
nrCSIRS 生成 CSI-RS 符号
nrCSIRSIndices生成 CSI-RS 资源元素索引
nrCSIRSConfig CSI-RS 配置参数
PDSCH 相位跟踪参考信号
nrPDSCHPTRS 生成 PDSCH PT-RS 符号
nrPDSCHPTRSIndices 生成 PDSCH PT-RS 指标
PDSCH PT-RS 配置参数
nrPDSCHPTRSConfig
载波配置
nrCarrierConfig 载波配置参数
主题
同步信号块和突发
生成多个 5G NR 同步信号块(SSB),以形成一个同步信号突发(SS 突发)。
使用 CSI-RS 的 NR 信道估计
使用 CSI-RS 符号和映射到载波资源网格中的索引执行信道估计。
初始化配置对象
生成 CSI-RS 符号和索引
初始化载波网格
将 CSI-RS 符号映射到运营商网格
执行 OFDM 调制
通过通道传递时域波形并添加 AWGN 噪声
将估算频道与实际频道进行比较
局部函数
NR PDSCH 资源分配以及 DM-RS 和 PT-RS 参考信号
了解 PDSCH 资源分配对 DM-RS 和 PT-RS 的时频结构的影响。
介绍
PDSCH
DM-RS 解调参考信号
PT-RS 相位跟踪参考信号
5G NR CSI-RS 测量
了解如何使用 CSI-RS 测量 CSI-RSRP,CSI-RSSI 和 CSI-RSRQ。
初始化配置对象(载波配置,CSI-RS 配置)
生成 CSI-RS 符号和索引
信号和噪声功率设置
初始化载波资源网格并将 CSI-RS 符号映射到网格
执行 OFDM 调制
将 AWGN 添加到发射波形并执行 OFDM 解调
执行 CSI-RSRP,CSI-RSSI 和 CSI-RSRQ 测量
局部函数
下行物理通道
5G NR 物理广播信道(PBCH),物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理下行链路控制信道
(PDCCH)
物理广播频道
nrPBCH 生成 PBCH 调制符号
nrPBCHIndices生成 PBCH 资源元素索引
nrPBCHPRBS 生成 PBCH 加扰序列
nrPBCHDecode 解码 PBCH 调制符号
物理下行共享信道
PDSCH 配置参数
nrPDSCH 生成 PDSCH 调制符号
nrPDSCHIndices 生成 PDSCH 资源元素索引
nrPDSCHConfig
nrPDSCHDecode 解码 PDSCH 调制符号
nrPDSCHReservedConfigPDSCH 保留的 PRB 配置参数
nrPDSCHPRBS 生成 PDSCH 加扰序列
nrPDSCHDMRS 生成 PDSCH DM-RS 符号
nrPDSCHDMRSIndices 生成 PDSCH DM-RS 索引
nrPDSCHDMRSConfig
PDSCH DM-RS 配置参数
nrPDSCHPTRS 生成 PDSCH PT-RS 符号
nrPDSCHPTRSIndices 生成 PDSCH PT-RS 指标
nrPDSCHPTRSConfig
PDSCH PT-RS 配置参数
物理下行控制信道
nrPDCCH 生成 PDCCH 调制符号
nrPDCCHResources 生成 PDCCH 和 PDCCH DM-RS 资源
nrPDCCHSpace 为所有候选和聚合级别生成 PDCCH 资源
nrPDCCHConfig
nrCORESETConfig 控制资源集(CORESET)配置参数
nrSearchSpaceConfig 搜索空间集配置参数
nrPDCCHDecode 解码 PDCCH 调制符号
nrPDCCHPRBS 生成 PDCCH 加扰序列
PDCCH 配置参数
载波配置
nrCarrierConfig 载波配置参数
下行传输通道
5G NR 广播信道(BCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)
广播频道
nrBCH 广播频道(BCH)编码
nrBCHDecode 广播频道(BCH)解码
下行共享频道
nrDLSCH 应用 DL-SCH 编码器处理链
nrDLSCHDecoder 应用 DL-SCH 解码器处理链
nrDLSCHInfo 获取下行共享信道(DL-SCH)信息
DL-SCH 和 UL-SCH 的 LDPC 处理
共享通道参数
使用 LDPC 编码的传输块处理
信道
使用 LDPC 解码接收处理
下行控制信息
5G NR 下行链路控制信息(DCI)编码和解码
函数
nrDCIEncode 编码下行链路控制信息(DCI)
nrDCIDecode 解码下行链路控制信息(DCI)
建模下行链路控制信息
在 5G NR 通信系统中对 DCI 消息编码,PDCCH 处理和信息恢复进行建模。
系统参数
DCI 编码
PDCCH 符号生成
信道
PDCCH 解码
DCI 解码
上行通道:5G NR 上行链路物理信道和信号,传输信道和控制信息
上行物理信号
用于 PUSCH 的 5G NR 解调和相位跟踪参考信号(DM-RS 和 PT-RS)和探测参考信号(SRS)
函数
PUSCH 解调参考信号
nrPUSCHDMRS 生成 PUSCH DM-RS 符号
nrPUSCHDMRSIndices 生成 PUSCH DM-RS 索引
nrPUSCHDMRSConfig
PUSCH DM-RS 配置参数
PUSCH 相位跟踪参考信号
nrPUSCHPTRS 生成 PUSCH PT-RS 符号
nrPUSCHPTRSIndices 生成 PUSCH PT-RS 指标
nrPUSCHPTRSConfig
PUSCH PT-RS 配置参数
探测参考信号
nrSRS 生成上行链路 SRS 符号
nrSRSIndices 生成上行链路 SRS 资源元素索引
nrSRSConfig
主题
SRS 配置参数
NR PUSCH 资源分配以及 DM-RS 和 PT-RS 参考信号
介绍
PUSCH
用于 CP-OFDM 的 DM-RS
用于 CP-OFDM 的 PT-RS
用于 DFT-s-OFDM 的 DM-RS
局部函数
上行物理通道
5G NR 物理上行链路共享信道(PUSCH),物理上行链路控制信道(PUCCH)格式 0、1、2、
3 和 4,以及物理随机接入信道(PRACH)
物理上行共享信道
PUSCH 配置参数
nrPUSCH 生成 PUSCH 调制符号
nrPUSCHIndices 生成 PUSCH 资源元素索引
nrPUSCHConfig
nrPUSCHDecode 解码 PUSCH 调制符号
nrPUSCHCodebook 生成 PUSCH 预编码矩阵
nrPUSCHScramble 执行 PUSCH 加扰
nrPUSCHDescramble 执行 PUSCH 解扰
nrPUSCHPRBS 生成 PUSCH 加扰序列
nrPUSCHDMRS 生成 PUSCH DM-RS 符号
nrPUSCHDMRSIndices 生成 PUSCH DM-RS 索引
nrPUSCHDMRSConfig
PUSCH DM-RS 配置参数
nrPUSCHPTRS 生成 PUSCH PT-RS 符号
nrPUSCHPTRSIndices 生成 PUSCH PT-RS 指标
nrPUSCHPTRSConfig
PUSCH PT-RS 配置参数
物理上行控制信道
nrPUCCH0 生成 PUCCH 格式 0 调制符号
nrPUCCH1 生成 PUCCH 格式 1 调制符号
nrPUCCH2 生成 PUCCH 格式 2 个调制符号
nrPUCCH3 生成 PUCCH 格式的 3 个调制符号
nrPUCCH4 生成 PUCCH 格式的 4 个调制符号
nrPUCCHHoppingInfo 获取 PUCCH 跳变信息
nrPUCCHPRBS 生成 PUCCH 加扰序列
物理随机接入信道
nrPRACH 生成 PRACH 符号
nrPRACHIndices 生成 PRACH 资源元素索引
nrPRACHConfig
PRACH 配置参数
nrPRACHGrid 生成 PRACH 资源网格
载波配置
nrCarrierConfig 载波配置参数
上行传输通道
5G NR 上行共享信道(UL-SCH)编码
函数
nrULSCH 应用 UL-SCH 编码器处理链
nrULSCHDecoder 应用 UL-SCH 解码器处理链
nrULSCHInfo 获取上行共享信道(UL-SCH)信息
上行控制信息
5G NR 上行控制信息(UCI)编码和解码
函数
nrUCIEncode 编码上行链路控制信息(UCI)
nrUCIDecode 解码上行链路控制信息(UCI)
物理层子组件:用于 5G NR 信道处理的低级子组件
传输信道子组件
5G NR 中的 CRC 编码,代码块分段,极性和 LDPC 编码,速率匹配和恢复
函数
nrCRCEncode 计算并附加循环冗余校验(CRC)
nrCRCDecode 解码并删除循环冗余校验(CRC)
nrLDPCEncode 低密度奇偶校验(LDPC)编码
nrLDPCDecode 低密度奇偶校验(LDPC)解码
nrRateMatchLDPC 低密度奇偶校验(LDPC)速率匹配
nrRateRecoverLDPC 低密度奇偶校验(LDPC)速率恢复
nrPolarDecode 极地解码
nrPolarEncode 极性编码
nrRateMatchPolar 极性速率匹配
nrRateRecoverPolar 极率恢复
nrCodeBlockSegmentLDPC LDPC 码块分段和 CRC 附加
nrCodeBlockDesegmentLDPC
主题
DL-SCH 和 UL-SCH 的 LDPC 处理
LDPC 码块分割和 CRC 解码
使用 LDPC 编码处理 5G NR DL-SCH 和 UL-SCH 传输块。
共享通道参数
使用 LDPC 编码的传输块处理
信道
使用 LDPC 解码接收处理
物理通道和信号子组件
5G NR 中的 PRBS 和低 PAPR 序列生成,符号调制,层映射和变换预编码
函数
nrPRBS产生 PRBS
nrLowPAPRS 产生低峰均功率比(low-PAPR)序列
nrSymbolModulate 生成调制符号
nrSymbolDemodulate 解调并将符号转换为位
nrLayerMap 调制和加扰码字的层映射
nrLayerDemap 将层解映射到加扰和调制的码字上
nrTransformPrecode 生成变换预编码符号
nrTransformDeprecode 恢复变换预解码的符号
信号接收:用于处理接收到的 5G NR 信号的信道估计和均衡
函数
nrPerfectChannelEstimate 完美的频道估算
nrPerfectTimingEstimate 完美的时序估算
nrChannelEstimate 实际渠道估算
nrTimingEstimate 实际时序估算
nrEqualizeMMSE 最小均方误差(MMSE)均衡
nrExtractResources 从资源数组中提取资源元素
主题
提取 PBCH 符号和信道估计以进行解码
本示例说明了如何从接收到的网格中提取物理广播信道(PBCH)符号以及相关的信道估计
PBCH 编码和波束成形
PBCH 传输和解码
端到端仿真:使用 5G NR 集群延迟线(CDL)和抽头延迟线(TDL)信道模型
对象
nrCDLChannel 通过 CDL 通道模型发送信号
nrTDLChannel 通过 TDL 通道模型发送信号
主题
具有延迟分布 TDL 的 MIMO 信道模型上的传输
本示例显示通过 TDL MIMO 通道接收的波形频谱。
% UT max Doppler frequency in Hz
% UT velocity in km/h
% carrier frequency in Hz
使用 nrTDLChannel 系统对象定义通道配置结构。
v = 30.0;
fc = 4e9;
c = physconst('lightspeed'); % speed of light in m/s
fd = (v*1000/3600)/c*fc;
tdl = nrTDLChannel;
tdl.DelayProfile = 'TDL-C';
tdl.DelaySpread = 300e-9;
tdl.MaximumDopplerShift = fd;
使用 1 根天线创建 1 个子帧持续时间的随机波形。
SR = 30.72e6;
T = SR * 1e-3;
tdl.SampleRate = SR;
tdlinfo = info(tdl);
Nt = tdlinfo.NumTransmitAntennas;
txWaveform = complex(randn(T,Nt),randn(T,Nt));
通过通道传输输入波形。
rxWaveform = tdl(txWaveform);
绘制接收到的波形频谱。
analyzer = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',tdl.SampleRate);
analyzer.Title = ['Received Signal Spectrum ' tdl.DelayProfile];
analyzer(rxWaveform);
使用 SISO 的 TDL-E 延迟曲线的绘图路径增益
本示例绘制了 TDL 单输入单输出(SISO)通道的路径增益。
使用 TR 38.901 第 7.7.2 节的延迟配置文件 TDL-E 组态通道。将最大多普勒频移设置为
70 Hz,并启用路径增益输出。
tdl = nrTDLChannel;