主要内容

5G NR波形生成

本示例概述了5G NR波形生成工作流程,以及可以使用5G Toolbox™产品生成的波形类型。

简介

使用5G工具箱功能,您可以配置和生成这些NR波形。

  • NR试验模型(NR- tm)

  • NR上行及下行固定参考信道

  • NR下行波形

  • NR上行波形

要配置和生成带有一组静态参数的波形,您可以使用这两个工作流中的任何一个。您可以在测试和测量应用程序中使用这些工作流生成的波形。

  • 使用5G波形发生器app,它提供了一个用户界面(UI)来配置波形。由于5G波形具有大量参数,因此推荐的波形参数化工作流程是使用此应用程序。该应用程序允许您直接在应用程序中生成波形,或将波形配置导出到MATLAB®以在命令提示符下生成波形。该应用程序还允许您将波形配置导出到Simulink™。

  • 使用nrWaveformGenerator函数,该函数提供了使用配置对象配置波形的编程接口。

若要了解如何配置和生成具有动态变化参数的波形(例如,在建模5G链路时),请参阅NR PDSCH吞吐量而且NR PUSCH吞吐量的例子。

若要了解如何配置和生成物理随机访问信道(PRACH)波形,请参见5G NR PRACH配置而且5G NR PRACH波形生成的例子。

使用App配置和生成5G波形

5G波形发生器app提供了一个UI来管理大量的配置参数。在app中,您可以选择波形类型,指定参数,生成和导出波形。该应用程序还使您能够与测试和测量设备进行交互。该图显示了在此应用程序中生成和导出5G波形的常见工作流。

WaveformGenerationSteps.png

打开5G波形发生器App

打开5G波形发生器应用程序上的应用程序图标应用程序选项卡,在信号处理与通信

appsTab.png

选择波形类型

在应用程序中,您可以选择不同的波形类型。下行和上行选项使您能够完全自定义波形的内容。您还可以生成nr - tm、下行frc和上行frc。

SelectWaveformType.png

指定参数

在应用程序中,您可以指定参数。当您设置参数时,应用程序立即更新资源网格可视化内容,在波形中显示所有物理通道的位置。资源网格视图包含所有端口上的所有物理通道位置的联合(也就是说,该可视化不区分每个端口传输什么)。由于资源网格的最大分辨率是一个资源块(RB),因此可视化不显示使用单个资源元素(REs)的信号。

该图显示了两个物理下行共享通道(pdsch)的配置。第一个PDSCH跨越所有槽位,使用0 ~ 100个物理资源块。第二个PDSCH活跃在0 ~ 2和4 ~ 6槽位,使用PRBs 200 ~ 250。

ChangingParameters.png

生成波形

要在应用程序中生成配置的波形,单击生成。该应用程序在生成器内部创建基带同相和正交(IQ)组件样本。您可以在图中看到所生成信号的频谱频谱分析仪选项卡。

输出波形

单击,导出波形出口然后选择一个可用选项。您可以将波形导出到工作区、文件、MATLAB脚本或Simulink模型。Export.png

  • 导出到工作区选项在MATLAB工作空间中创建一个结构。该结构包含波形样本、采样频率、配置参数和描述波形类型的字符串(下行链路、上行链路、测试模型、下行FRC或上行FRC)。例如:

myWaveformStructure.png

  • 导出到文件选项将波形保存为.mat或者一个.bb基带文件。

  • 导出到MATLAB脚本选项创建一个MATLAB脚本。运行脚本在MATLAB命令窗口生成配置的波形。

  • 导出到Simulink选项生成来自无线波形发生器的波形应用程序块。在Simulink模型中使用块作为波形源。

使用MATLAB代码配置和生成5G波形

nrWaveformGenerator函数提供了使用配置对象配置波形的编程接口。无需手动指定所有参数(这很耗时),您可以在5G波形生成器应用程序中配置波形,并将此配置导出到MATLAB脚本。您可以修改并运行此MATLAB脚本以生成配置的5G波形。

使用这款应用程序有以下好处。

  • 该应用程序包括UI控件,例如用于选择值的下拉列表。

  • 有些UI控件在设置自定义值时包含验证。

  • 网格可视化功能使您可以在指定参数时看到信号的样子。

例如,本节中的代码示例使用nrDLCarrierConfig配置对象。控件为下行链路波形生成的代码导出到MATLAB脚本选项在应用程序中也使用nrDLCarrierConfig配置对象。

创建默认下行波形配置对象。的waveconfig对象包含完整的波形规范,并且完全可配置。

waveconfig = nrDLCarrierConfig
waveconfig = nrDLCarrierConfig with properties: Label: 'Downlink carrier 1' FrequencyRange: 'FR1' ChannelBandwidth: 50 NCellID: 1 NumSubframes: 10 WindowingPercent: 0 SampleRate: [] CarrierFrequency: 0 SCSCarriers: {[1x1 nrWavegenBWPConfig]} BandwidthParts: {[1x1 nrWavegenBWPConfig]} SSBurst: [1x1 nrWavegenSSBurstConfig] CORESET: {[1x1 nrCORESETConfig]} SearchSpaces: {[1x1 nrwavegenpdcconfig]} PDCCH: {[1x1 nrWavegenPDSCHConfig]} PDSCH: {[1x1 nrWavegenPDSCHConfig]} CSIRS: [1x1 nrWavegenPDSCHConfig]{[1 x1 nrWavegenCSIRSConfig]}

设置配置参数后,调用编程式波形发生器。

[波形,waveformInfo] = nrWaveformGenerator(波形配置);

绘制频谱图以在频域中可视化信号。该波形包括全分配PDSCH、物理下行控制通道(PDCCH)和信号同步(SS)突发。

绘制第一个天线端口的波形谱图samplerate = waveforinfo . resourcegrids (1).Info.SampleRate;nfft = waveforinfo . resourcegrids (1).Info.Nfft;图;光谱图(波形(:1)的(nfft, 1), 0, nfft,“中心”samplerate,“桠溪”“MinThreshold”, -130);标题(5G下行基带波形谱图);

图中包含一个轴对象。标题为“5G下行基带波形谱图”的轴对象包含一个图像类型的对象。

将PDSCH分配更改为跨prb 0到10。生成波形并绘制频谱图。

waveconfig.PDSCH{1}。PRBSet = 0:10;[波形,waveformInfo] = nrWaveformGenerator(波形配置);绘制第一个天线端口的波形谱图samplerate = waveforinfo . resourcegrids (1).Info.SampleRate;nfft = waveforinfo . resourcegrids (1).Info.Nfft;图;光谱图(波形(:1)的(nfft, 1), 0, nfft,“中心”samplerate,“桠溪”“MinThreshold”, -130);标题(5G下行基带波形谱图);

图中包含一个轴对象。标题为“5G下行基带波形谱图”的轴对象包含一个图像类型的对象。

您可以定义物理通道和信号的多个实例。创建PDSCH配置对象的第二个实例,并将分配设置为PRBs 40到50,OFDM符号2到10。

mySecondPDSCH = nrWavegenPDSCHConfig;mySecondPDSCH。PRBSet = 40:50;mySecondPDSCH。SymbolAllocation = [2 10];

将第二个PDSCH配置分配给波形配置。生成波形。

waveconfig。PDSCH{2} = mySecondPDSCH;[波形,waveformInfo] = nrWaveformGenerator(波形配置);绘制第一个天线端口的波形谱图samplerate = waveforinfo . resourcegrids (1).Info.SampleRate;nfft = waveforinfo . resourcegrids (1).Info.Nfft;图;光谱图(波形(:1)的(nfft, 1), 0, nfft,“中心”samplerate,“桠溪”“MinThreshold”, -130);标题(5G下行基带波形谱图);

图中包含一个轴对象。标题为“5G下行基带波形谱图”的轴对象包含一个图像类型的对象。

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