5G系统小区搜索研究与实现
发布时间：2021-10-12 00:41
第五代移动通信（5th Generation Mobile Communication,5G）系统相比于长期演进（Long Term Evolution,LTE）系统制定了新的协议标准,并且引入多种关键技术。大带宽、大连接和低时延高可靠的5G系统将支撑人工智能、大数据、物联网等产业落地,构建万物互联的智能世界。小区搜索作为5G系统下行基带信号处理的关键环节,影响着终端（User Equipment,UE）的通信质量。本文主要研究小区标识检测、下行时频同步和物理广播信道（Physical Broadcast Channel,PBCH）接收处理,利用现场可编辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）实现同步信号与物理广播信道块（Synchronization Signal PBCH Block,SSB）的完全检测。主要工作内容与创新如下:1.本文在5G系统中复现5种正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）符号同步算法,并给出一种排序判决的方法,避免基于主同步信号（Primary Sy...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小区搜索的FPGA工程
重庆邮电大学硕士学位论文第5章小区搜索的FPGA设计与实现68corrvalue_Q_abs。将较大值赋给IQmax，较小值赋给IQmin。再将IQmax乘以7赋给value_x，IQmin乘以3赋给value_y，并使用下式的简化方法计算模值：v18clorr_emodvaIQmaxIQmin,IQmaxau_y2lue1value_xIQmin,18else+=+(5.1)若corr_modvalue大于corr_modvalue_max，则将corr_modvalue_max更新为corr_modvalue，小区组内标识N2ID_temp更新为N2ID_count，最大值对应位置corr_modvalue_max_pos更新为slide_count；否则，不更新任何值。当N2ID_count为1和2时，分别对PSS1、PSS2的互相关结果执行上述的比较判决。当3组PSS的第1路互相关结果比较判决完成后，对第2路（滑动2点）互相关结果进行比较判决。粗同步结束标志coarse_sync_finish拉高时，将N2ID_temp赋值给N_2_ID，将corr_modvalue_max_pos乘以32后赋值给粗同步点coarse_sync_point。由图可知，(2)IDN=1检测正确，粗同步点为183264。图5.7符号粗同步的Modelsim仿真结果5.2.2符号精同步的FPGA设计与实现由于符号粗同步后失去提取数据进行精同步的时机，故从下一帧粗同步点前64点处开始缓存17664（SSB符号总样点数加128点）个样点用于执行符号精同步及后续过程。MATLAB生成3组未下采样的本地PSS，转化为32位有符号定点数据分别存储到ROM中。选取(2)IDN对应的本地PSS从缓存的基带信号起始位置开
重庆邮电大学硕士学位论文第5章小区搜索的FPGA设计与实现70取4096点基带信号，PSS读地址rpss_addr从0递增读取4096点本地PSS，然后送入MAU模块得到互相关结果的实虚部finesync_corr_I与finesync_corr_Q。比较判决时，按照式(5.1)的简化方法求取模值corr_modvalue，更新corr_modvalue_max与corr_modvalue_max_pos，完成后将计数器slide_count加1。需要说明的是，MAU结束时将finesync_corrflag拉高，并令rdata_start_addr加1以重复执行上述过程。当slide_count为127时，精同步完成标志fine_sync_finish拉高，将粗同步点减去64再与corr_modvalue_max_pos相加后得到精同步点183275。图5.9符号精同步的Modelsim仿真结果5.2.3SSS检测的FPGA设计与实现SSS检测使用频域互相关算法，对应的FPGA流程如图5.10所示：当标志sss_dete_start拉高后，由符号精同步得到的基带信号RAM中PSS起始位置pss_ramposition计算接收SSS的起始地址rsss_start_addr。SSS读使能cs_r_sss为持续高电平时，读地址rsss_addr按rsss_start_addr递增读取4096点时域SSS送入FFT模块。因为接收SSS需使用多次，故将提取的频域SSS缓存至RAM中。当互相关开始标志sss_corr_start为高电平时，读取RAM缓存的SSS与生成的SSS进行互相关。生成SSS时，首先由N_2_ID与本地小区组标识local_N1ID根据式(3.6)和式(3.7)计算出参数0m与1m，然后计算出式(3.5)中的0n+m与1n+m以读取存储的序列0x与1x，最后由dsss_x0与dsss_x1生成本地SSS并输出。当本地SSS与接收SSS送入MAU模块并累加127次后，执行比较判决更新最大模值及其对应的小区组标识。若local_N1ID不等于335，将其加1后重复上述过程，直至
本文编号：3431558
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小区搜索的FPGA工程
重庆邮电大学硕士学位论文第5章小区搜索的FPGA设计与实现68corrvalue_Q_abs。将较大值赋给IQmax，较小值赋给IQmin。再将IQmax乘以7赋给value_x，IQmin乘以3赋给value_y，并使用下式的简化方法计算模值：v18clorr_emodvaIQmaxIQmin,IQmaxau_y2lue1value_xIQmin,18else+=+(5.1)若corr_modvalue大于corr_modvalue_max，则将corr_modvalue_max更新为corr_modvalue，小区组内标识N2ID_temp更新为N2ID_count，最大值对应位置corr_modvalue_max_pos更新为slide_count；否则，不更新任何值。当N2ID_count为1和2时，分别对PSS1、PSS2的互相关结果执行上述的比较判决。当3组PSS的第1路互相关结果比较判决完成后，对第2路（滑动2点）互相关结果进行比较判决。粗同步结束标志coarse_sync_finish拉高时，将N2ID_temp赋值给N_2_ID，将corr_modvalue_max_pos乘以32后赋值给粗同步点coarse_sync_point。由图可知，(2)IDN=1检测正确，粗同步点为183264。图5.7符号粗同步的Modelsim仿真结果5.2.2符号精同步的FPGA设计与实现由于符号粗同步后失去提取数据进行精同步的时机，故从下一帧粗同步点前64点处开始缓存17664（SSB符号总样点数加128点）个样点用于执行符号精同步及后续过程。MATLAB生成3组未下采样的本地PSS，转化为32位有符号定点数据分别存储到ROM中。选取(2)IDN对应的本地PSS从缓存的基带信号起始位置开
重庆邮电大学硕士学位论文第5章小区搜索的FPGA设计与实现70取4096点基带信号，PSS读地址rpss_addr从0递增读取4096点本地PSS，然后送入MAU模块得到互相关结果的实虚部finesync_corr_I与finesync_corr_Q。比较判决时，按照式(5.1)的简化方法求取模值corr_modvalue，更新corr_modvalue_max与corr_modvalue_max_pos，完成后将计数器slide_count加1。需要说明的是，MAU结束时将finesync_corrflag拉高，并令rdata_start_addr加1以重复执行上述过程。当slide_count为127时，精同步完成标志fine_sync_finish拉高，将粗同步点减去64再与corr_modvalue_max_pos相加后得到精同步点183275。图5.9符号精同步的Modelsim仿真结果5.2.3SSS检测的FPGA设计与实现SSS检测使用频域互相关算法，对应的FPGA流程如图5.10所示：当标志sss_dete_start拉高后，由符号精同步得到的基带信号RAM中PSS起始位置pss_ramposition计算接收SSS的起始地址rsss_start_addr。SSS读使能cs_r_sss为持续高电平时，读地址rsss_addr按rsss_start_addr递增读取4096点时域SSS送入FFT模块。因为接收SSS需使用多次，故将提取的频域SSS缓存至RAM中。当互相关开始标志sss_corr_start为高电平时，读取RAM缓存的SSS与生成的SSS进行互相关。生成SSS时，首先由N_2_ID与本地小区组标识local_N1ID根据式(3.6)和式(3.7)计算出参数0m与1m，然后计算出式(3.5)中的0n+m与1n+m以读取存储的序列0x与1x，最后由dsss_x0与dsss_x1生成本地SSS并输出。当本地SSS与接收SSS送入MAU模块并累加127次后，执行比较判决更新最大模值及其对应的小区组标识。若local_N1ID不等于335，将其加1后重复上述过程，直至
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