Диссертация (Идентификация и оценка параметров сигнала стандарта LTE), страница 11

Дерево принятиярешения накапливает заданное количество значений, усредняет их и проверяет соответствиеполученного значения занимаемой полосы со значениями, утвержденными стандартом LTE.В случае если полученное значение занимаемой полосы меньше, чем 1 МГц, на выходподается вычисленное значение. В случае если вычисленная занимаемая полоса больше 1 МГц,происходит округление рассчитанного значения в сторону ближайшего значения занимаемойполосы обусловленной стандартом LTE, то есть на выходе получаем одно из возможныхзначений: 1.4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц.Алгоритм ПАО определения параметров синхронизации радиосигнала стандарта LTEсостоит из 2ух основных этапов – этапа определения размера циклического префикса и этапаопределения параметров синхронизации, позволяющих определить моменты начала OFDMсимволов. Блок схема алгоритма представлена на рисунке 5.11.81На вход поступает последовательность отсчетов принятого сигнала, далее сигналпоступает на несколько параллельных ветвей обработки.

Первая ветвь определяет размерциклического префикса – нормальный или расширенный. Алгоритм основывается наследующем свойстве: при нормальном префиксе и расширенном префиксе слот состоит изразного количества OFDM символов, таким образом, при построении корреляционной кривойна основе циклического префикса будет наблюдаться разное количество локальныхмаксимумов. Количество локальных максимумов и является ключевым параметром дляопределения размера циклического префикса.

При этом метод не требует считыванияслужебной информации и обеспечивает высокую достоверность определения размерапрефикса. Однако, стоит отметить, метод требует сведений о занимаемой полосе сигнала,получаемых от ПАО определения полосы радиосигнала стандарта LTE. Блок схема описанногоалгоритма представлена на рисунках 5.12-5.16.Остальные 2 ветви параллельной обработки предназначены для определения параметровсинхронизации принимаемого сигнала.

Каждая ветвь настроена на нормальный и расширенныйциклический префикс соответственно. Алгоритм определения параметров синхронизациианалогичен описанному выше. Каждая ветвь строит корреляционную характеристику на основециклического префикса и по ней определяет расположение максимума корреляционнойфункции.Далее находится номер отсчета, соответствующего максимуму корреляционнойхарактеристики.

Полученное значение отсчета показывает момент начала OFDM символа.Таким образом, на выходе каждой ветви, определяется номер отсчета, но лишь одно значениеиз двух имеющихся является верным. Выбор верного результата осуществляется на основерешения первой, описанной выше, ветви, которая на основе вынесенного решения о размерециклического прификса выносит решение о том, какое значение из двух доступных передать впоследующие ПАО. При определении размера циклического префикса при получениирезультата равного 3 означает нормальный циклический префикс, значение 4 – расширенный.При получении значения 5 – система еще не вынесла решения.82Рисунок 5.11 Блок-схема ПАО определения параметров синхронизации радиосигналастандарта LTE.Рисунок 5.12 - Структура подсистемы Synchr PrefixSize83Рисунок 5.13 - Структура подсистемы Enabled SubsystemРисунок 5.14 - Структура подсистемы Average ACF(lags)1Рисунок 5.15 - Структура подсистемы: 3 Norm 4 Ext 5 решение не вынесено84Рисунок 5.16 - Структура подсистемы Subsystem20Структурные схемы подсистем символьной синхронизации для нормального ирасширенного циклического префикса представлены на рисунках 5.17-5.26.Рисунок 5.17 - Структура подсистемы Synchr Norm85Рисунок 5.18 - Структура подсистемы UpravlenieРисунок 5.19 - Структура подсистемы If Action SubsystemРисунок 5.20 - Структура подсистемы Enabled Subsystem86Рисунок 5.21 - Структура подсистемы ACF128(lags)Рисунок 5.22 - Структура подсистемы Average ACF(lags)1Рисунок 5.23 - Структура подсистемы Synchr EXT187Структура подсистемы Upravlenie рисунка 5.23 полностью повторяет представленную наРисунке 5.18.Рисунок 5.24 - Структура управляемой подсистемы Enabled SubsystemРисунок 5.25 - Структура подсистемы Enabled SubsystemСтруктура подсистемы ACF128(lags) рисунка 5.25 полностью повторяет представленнуюна рисунке 5.21.Рисунок 5.26 - Структура подсистемы Average ACF(lags)1Алгоритм ПАО определения отношения сигнал/шум в полосе радиосигнала стандартаLTE построен по схеме, аналогичной алгоритму ПАО определения параметров синхронизациирадиосигнала стандарта LTE.

В основе алгоритма так же лежит использование циклическогопрефикса LTE сигнала. Так как циклический префикс представляет собой продублированную вначало каждого слота информационную последовательность, это свойство можно использоватьдля оценки отношения сигнал/шум. ПАО определения отношения сигнал/шум в полосерадиосигнала стандарта LTE использует в качестве входных данных сведения от других ПАО оразмере циклического префикса, направлении передачи и занимаемой полосе, что позволяетзадать правильную конфигурацию ПАО определения отношения сигнал/шум в полосерадиосигнала стандарта LTE для определения отношения сигнал/шум. Алгоритм основан на88построении корреляционной функции синхронизированного сигнала по циклическомупрефиксу. Построение корреляционной характеристики осуществляется в 2 параллельныхветвях: первая ветвь настроена на нормальный циклический префикс, вторая- на расширенный.Общая структура алгоритма представлена на рисунке 5.27.Рисунок 5.27 - Блок-схема ПАО определения ОСШ радиосигнала стандарта LTEДалее находится ключевой параметр по математическому описанию, представленному вглаве 4.

Далее осуществляется пересчет величины ключевого параметра корреляционнойфункции в значение отношения/сигнал шум. Сигнал, характеризующий размер циклическогопрефикса, также является управляющим сигналом, указывающим, значения с выхода какой издвух ветвей передать далее. После чего полученное значение поступает на дерево, в которомучитывается занимаемая полоса сигнала, размер префикса и направление передачи. Взависимости от этих параметров вводятся различные корректирующие коэффициенты. Каждаяветвь дерева настроена на определенную полосу сигнала и осуществляет расчет только припоступлении сигнала управления.

Выходы каждой ветви суммируются, и результат передаетсяв последующие ПАО. Применение сумматора обусловлено выше описанным свойством – вкаждый момент времени работает лишь одна ветвь, таким образом, на выходе остальныхформируется 0 и сложение выходов всех ветвей не вносит искажений. Структурные схемыописанного алгоритма изображены далее на рисунках 5.28-5.40.89Рисунок 5.28 - Структура подсистемы Normal CPРисунок 5.29 - Структура подсистемы Upravlenie90Рисунок 5.30 - Структура подсистемы Normal CP1Рисунок 5.31 - Структура подсистемы CorrFunc(0)Рисунок 5.32 - Структура подсистемы ACF(0)Рисунок 5.33 - Структура подсистемы Mean191Структура подсистемы Mean2 рисунка 5.32 полностью аналогична представленной нарисунке 5.35.Рисунок 5.34 - Структура подсистемы Delete Nan1Рисунок 5.35 - Структура подсистемы If Action SubsystemРисунок 5.36 - Структура подсистемы MathСтруктураподсистемNormalпредставленным на рисунках 5.30 -5.36.CP2-NormalCP6рисунка5.28аналогична92Рисунок 5.37 - Структура подсистемы Extended CPРисунок 5.38 - Структура подсистемы Upravlenie93Рисунок 5.39 - Структура подсистемы Ext CP1Структура подсистем Ext CP2 - Ext CP6 рисунка 5.39 полностью идентичнапредставленной на рисунке 5.39.

Подсистемы, представленные на рисунке 5.39 имеютполностью идентичную структуру, представленную на рисунках 5.31 -5.36.Рисунок 5.40 - Структура подсистемы Tree94Алгоритм демодуляции принятого LTE сигнала повторяет в обратном порядке структуругенератора LTE сигнала. Общая структурная схема представлена на рисунке 5.41. Входныеданные ПАО демодуляции радиосигналов сетей стандарта LTEпредставляют собойкомплексные отсчеты принимаемой последовательности, а так же информацию от других ПАОо конфигурации принимаемого LTE сигнала (полоса, направление передачи, размерциклического префикса, отношение сигнал/шум, параметры синхронизации и т.д.). Наосновании этих параметров выбираются конкретные настройки демодуляции для принятогосигнала.На основании параметров синхронизации происходит подстройка под начало OFDMсимвола. Затем на основании данных о размере циклического префикса и занимаемой полосыпроисходитудалениеизпринятойинформационнойпоследовательностиотсчетов,соответствующих циклическому префиксу.

Затем последовательность поступает на блокбыстрого преобразования Фурье. Дальнейшая обработка зависит от направления передачисигнала: для восходящего канала происходит удаление нулей, соответствующих крайнимподнесущим, и сигнал подается на блок обратного преобразования Фурье, для нисходящегоканала происходит лишь удаление нулей.После этого происходит идентификация используемого метода модуляции: BPSK, QPSK,QAM16, QAM64. Алгоритм идентификации аналогичен описанному в 4 главе: информационнаяпоследовательность нормируется к среднему значению амплитуды, после чего из значенийотсчетов вычитается единица.