“原文 Understanding LTE with MATLAB ,作者Houman Zarrinkoub，本文是對(duì)于該書的翻譯，書中的專業(yè)性詞匯給出了英文原文，圖和表的排版都是參考原文，翻譯不準(zhǔn)確的地方請(qǐng)讀者多多包涵。
本文僅限于個(gè)人學(xué)習(xí)，研究，交流，不得用于其他商業(yè)用途！”
5.8 資源網(wǎng)格配置
讓我們討論資源網(wǎng)格的大小和組成，以及如何更新每個(gè)子幀。貫穿本書，我們一次處理一個(gè)子幀的LTE收發(fā)器（發(fā)射機(jī)、信道模型和接收機(jī)）。由于每個(gè)子幀的長(zhǎng)度是1ms，所以處理一秒的數(shù)據(jù)涉及處理收發(fā)機(jī)的1000次迭代。
在每個(gè)子幀中，資源網(wǎng)格的大�。∟_total=填充網(wǎng)格的符號(hào)總數(shù)）是下列四個(gè)參數(shù)的函數(shù)：
總資源網(wǎng)格大小是行數(shù)（子載波總數(shù)）和列數(shù)（每個(gè)子幀的OFDM符號(hào)總數(shù)）的乘積。子載波的總數(shù)是資源塊數(shù)量(N_rb)和每個(gè)資源塊子載波數(shù)量(N_sc)的乘積。每個(gè)子幀的OFDM符號(hào)總數(shù)是每個(gè)時(shí)隙的符號(hào)數(shù)(N_sym)和每個(gè)子幀的時(shí)隙數(shù)(N_slot)的乘積。
每個(gè)子幀的時(shí)隙數(shù)常數(shù)值，N_slot = 2。每個(gè)時(shí)隙的符號(hào)數(shù)量（Nsym）取決于使用普通CP還是擴(kuò)展CP。正如貫穿本書我們將使用一個(gè)正常的CP，每個(gè)插槽的符號(hào)數(shù)量將有一個(gè)常數(shù)值，N_sym = 7。每個(gè)資源塊的子載波數(shù)量（Nsc）也取決于CP類型；如果我們假設(shè)一個(gè)正常的CP，N_sc = 12。因此，資源網(wǎng)格的大小完全取決于資源塊的數(shù)量，這是帶寬的直接函數(shù)。
如上一節(jié)所討論的，資源元素來自六種類型的數(shù)據(jù)源：用戶數(shù)據(jù)、CSR、DCI、PSS、SSS和BCH。這些源中的一些在幀的所有子幀（用戶數(shù)據(jù)、CSR、DCI）中可用，一些僅在子幀0和5（PSS和SSS）中可用，而一些僅在子幀0（BCH）中可用。由于資源網(wǎng)格中的符號(hào)總數(shù)是恒定的，因此在每個(gè)幀中，我們必須以三種不同的方式計(jì)算用戶數(shù)據(jù)量：
子幀0：所有類型的數(shù)據(jù)都存在；
子幀5：除了用戶數(shù)據(jù)，還有CSR,DCI,PSS和SSS；
子幀1,2,3,4,6,7,8,9：除了用戶數(shù)據(jù)，僅存在CSR和DCI符號(hào)。
圖5.7說明了資源網(wǎng)格中六種不同類型數(shù)據(jù)的相對(duì)位置，并著重于網(wǎng)格中心的六個(gè)資源塊，其中PSS、SSS和BCH在選擇子幀中可用。
5.8.1 CSR符號(hào)
此外，CSR在每個(gè)子幀中的每個(gè)資源塊中都以特定的時(shí)間和頻率分離模式放置。在單天線配置中，LTE在任何子幀中的四個(gè)OFDM符號(hào){0、5、7、12}中的每個(gè)資源塊中指定兩個(gè)CSR符號(hào)。在OFDM符號(hào)0和7中，起始索引是第一子載波，而在符號(hào)5和12中，起始索引是第四子載波。在頻域中，兩個(gè)CSR符號(hào)之間的分離是六個(gè)子載波。資源網(wǎng)格中總共有N_csr=8N_rb CSR符號(hào)可用。
5.8.2 DCI符號(hào)
DCI被放置在每個(gè)子幀中的第一個(gè)N個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)，其中N是1、2或3。DCI承載PDCCH、PCFICH(物理控制格式指示符信道)和PHICH(物理混合ARQ指示符信道)的內(nèi)容，并且它們一起占據(jù)每個(gè)子幀中的第一和可能的第二和第三OFDM符號(hào)的所有資源元素，除了CSR數(shù)據(jù)之外，CSR數(shù)據(jù)沿著第一子幀分布。每個(gè)子幀的OFDM符號(hào)。每個(gè)子幀的DCI的大小是N_dci=N_rb(10+12(N-1))。在本章中，我們將不生成和填充資源網(wǎng)格中的DCI；我們將在第7章中詳細(xì)討論DCI。
5.8.3 BCH符號(hào)
PBCH位于子幀0內(nèi)，并且占據(jù)從第七到第十OFDM符號(hào)的六個(gè)中心資源塊。由于第七OFDM符號(hào)包括CSR符號(hào)，所以其BCH的大小僅為60(72_2×6)，而在接下來的三個(gè)符號(hào)中，其大小為72。整個(gè)幀的總BCH大小為 60+3×72=276。
5.8.4 同步符號(hào)
PSS和SSS都位于以DC子載波為中心的六個(gè)資源塊中。PSS占據(jù)第六個(gè)OFDM符號(hào)，SSS在子幀0和5中占據(jù)第五個(gè)符號(hào)。由于這些符號(hào)中沒有CSR信號(hào)的重疊，所以每個(gè)同步信號(hào)的總數(shù)是每個(gè)子幀的N_pss=N_sss=72，并且由于每個(gè)幀的兩個(gè)子幀包含同步信號(hào)，所以幀的總數(shù)是144。
5.8.5 用戶數(shù)據(jù)符號(hào)
資源網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)總量取決于資源塊的數(shù)量或者基本上取決于帶寬。資源元素來自六種類型的數(shù)據(jù)源（用戶數(shù)據(jù)、CSR、DCI、PSS、SSS和BCH）。因此，如果帶寬恒定，則資源網(wǎng)格大小恒定，并且是所有這些成分的總和如公式（5.13）。
子幀中BCH或同步信號(hào)的存在或不存在取決于子幀索引。子幀中的用戶數(shù)據(jù)的大小還以以下方式取決于子幀索引：
子幀0：所有類型的數(shù)據(jù)都存在，如(5.14)；
子幀5：除了用戶數(shù)據(jù)，還有CSR,DCI,PSS和SSS，如(5.15)；
子幀1,2,3,4,6,7,8,9：除了用戶數(shù)據(jù)，僅存在CSR和DCI符號(hào)，如(5.16)。
下面的MATLAB函數(shù)執(zhí)行上面突出顯示的計(jì)算，并設(shè)置PDSCH的一些參數(shù)。該函數(shù)以三個(gè)參數(shù)作為其輸入?yún)?shù)：信道帶寬（chanBW）、每個(gè)子幀中專用于控制信道的OFDM符號(hào)數(shù)量（contReg）以及所使用的調(diào)制類型（modType）。它計(jì)算PDSCH處理中使用的許多參數(shù)，包括資源網(wǎng)格的細(xì)節(jié)。
1function p= prmsPDSCH(chanBW, contReg, modType, varargin)
2% Returns parameter structures for LTE PDSCH simulation.
3%
4% Assumes a FDD, normal cyclic prefix, full-bandwidth, single-user
5% SISO or SIMO downlink transmission.
6%% PDSCH parameters
7switch chanBW
8 case 1 % 1.4 MHz
9 BW = 1.4e6; N = 128; cpLen0 = 10; cpLenR = 9;
10 Nrb = 6; chanSRate = 1.92e6;
11 case 2 % 3 MHz
12 BW = 3e6; N = 256; cpLen0 = 20; cpLenR = 18;
13 Nrb = 15; chanSRate = 3.84e6;
14 case 3 % 5 MHz
15 BW = 5e6; N = 512; cpLen0 = 40; cpLenR = 36;
16 Nrb = 25; chanSRate = 7.68e6;
17 case 4 % 10 MHz
18 BW = 10e6; N = 1024; cpLen0 = 80; cpLenR = 72;
19 Nrb = 50; chanSRate = 15.36e6;
20 case 5 % 15 MHz
21 BW = 15e6; N = 1536; cpLen0 = 120; cpLenR = 108;
22 Nrb = 75; chanSRate = 23.04e6;
23 case 6 % 20 MHz
24 BW = 20e6; N = 2048; cpLen0 = 160; cpLenR = 144;
25 Nrb = 100; chanSRate = 30.72e6;
26end
27p.BW = BW; % Channel bandwidth
28p.N = N; % NFFT
29p.cpLen0 = cpLen0; % Cyclic prefix length for 1st symbol
30p.cpLenR = cpLenR; % Cyclic prefix length for remaining
31p.Nrb = Nrb; % Number of resource blocks
32p.chanSRate = chanSRate; % Channel sampling rate
33p.contReg = contReg;
34if nargin > 3, numTx=varargin{1};else numTx=1;end
35if nargin > 4, numRx=varargin{2};else numRx=1;end
36p.numTx = numTx;
37p.numRx = numRx;
38p.numLayers = 1;
39p.numCodeWords = 1;
40% For Normal cyclic prefix, FDD mode
41p.deltaF = 15e3; % subcarrier spacing
42p.Nrb_sc = 12; % no. of subcarriers per resource block
43p.Ndl_symb = 7; % no. of OFDM symbols in a slot
44% Actual PDSCH bits calculation - accounting for PDCCH, PBCH, PSS, SSS
45numResources = (p.Nrb*p.Nrb_sc)*(p.Ndl_symb*2);
46numCSRRE = 2*2*2 * p.Nrb; % CSR, RE per OFDMsym/slot/subframe per RB
47numContRE = (10 + 12*(p.contReg-1))*p.Nrb;
48numBCHRE = 60+72+72+72; % removing the CSR present in 1st symbol
49numSSSRE=72;
50numPSSRE=72;
51numDataRE=zeros(3,1);
52% Account for BCH, PSS, SSS and PDCCH for subframe 0
53numDataRE(1)=numResources-numCSRRE-numContRE-numSSSRE - numPSSRE-numBCHRE;
54% Account for PSS, SSS and PDCCH for subframe 5
55numDataRE(2)=numResources-numCSRRE-numContRE-numSSSRE - numPSSRE;
56% Account for PDCCH only in all other subframes
57numDataRE(3)=numResources-numCSRRE-numContRE;
58% Maximum data resources - with no extra overheads (only CSR + data)
59p.numResources=numResources;
60p.numCSRResources = numCSRRE;
61p.numContRE = numContRE;
62p.numBCHRE = numBCHRE;
63p.numSSSRE=numSSSRE;
64p.numPSSRE=numPSSRE;
65p.numDataRE=numDataRE;
66p.numDataResources = p.numResources - p.numCSRResources;
67% Modulation types , bits per symbol, number of layers per codeword
68Qm = 2 * modType;
69p.Qm = Qm;
70p.numLayPerCW = p.numLayers/p.numCodeWords;
71% Maximum data bits - with no extra overheads (only CSR + data)
72p.numDataBits = p.numDataResources*Qm*p.numLayPerCW;
73numPDSCHBits =numDataRE*Qm*p.numLayPerCW;
74p.numPDSCHBits = numPDSCHBits;
75p.maxG = max(numPDSCHBits);
在本章中，我們省略了DCI、BCH和同步信號(hào)的生成。相反，我們關(guān)注于計(jì)算CSR和用戶數(shù)據(jù)信號(hào)的內(nèi)容以填充資源網(wǎng)格，并使用OFDM傳輸來建模LTE標(biāo)準(zhǔn)的傳輸模式1。
未完待續(xù)
2018/12/17
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