從物理層接收機來看,整個鏈路大致可以分為5部分:
每個部分內容各有奧妙。
先從較為容易入手的解調開始。
從3g到5g,資料通道的調製方式演進如下表:
備註:1、此表中的調製方式針對的是資料通道(pusch/pdsch), 對於控制通道、廣播通道等會略有差別。
2、對於5g nr, 設定256qam是為了提高系統容量,設定π/2-bpsk是為了提高小區邊緣的覆蓋(僅在transforming precoding 啟用時可以採用 )。
最新版5g協議中已經將公式給出。(ref:38.211 chapter 5.1)
在傳輸過程中,調製方式可能發生變化。為了使所有對映有一樣的平均功率,需要對對映進行歸一化。對映後的復數值乘上乙個歸一化的量,即可得到輸出資料。歸一化因子的值根據不同的調製模式而不同,如下表:
所有星座點能量求平均後開方得到的就是波形幅度的平均值,其倒數就是歸一化因子。
拿16qam舉例:能量為2有4個星座點,為10有8個點(+/-1,+/-3i),為18有4個點,共有能量72+80+8=160,然後這16個點的等概率分布是16分之1,所以160除以16等於10,這是平均能量,其平均後的波形幅度為 sqrt(10) 。
調製解調是對應關係:
調製簡單,是直接的對映關係;解調複雜,因為有雜訊的作用,所以是概率統計的過程。
解調通用的演算法是利用基於最大後驗概率準則的對數似然比(llr, log likelihood ratio)來計算調製訊號的軟位元資訊。
以16qam為例,簡要推導其計算過程。
對於16qam, 每個星座點用4bit來表示。i軸q軸分別對應著2bit的數值組合。其格雷碼 (gray code) 星座對映和星座圖如下:
解調是乙個統計過程,在接收訊號為 y 時,最大化傳送訊號 bm 的概率 p(bm|y)。 這便是最大後驗概率(map, maximum a posteriori probability)
注:如果想進一步了解概率和統計的區別,貝葉斯定律以及map的內容,可閱讀
根據貝葉斯公式(bays rule)
每個星座點發生的概率是相同的,所以,最大化 p(bm|y) 和 p(y|bm) 最大化是等效的。
對於位元 b0, 對映的資訊如下圖。當 b0 從0變為1時,只有星座點的實數部分發生變化。
(因為部落格上傳數學公式並不方便,下面公式推導以形式展開)
將對數似然比進行簡化、等效後, 得到解調公式:
注意:1、上述解調公式中的常數同樣需要借用歸一化因子處理
2、在推導過程中,1/sigma^2 並不能消掉,但每個軟位元值都有,可以忽略。然而,隨之調製階數的不斷增加,這個因子的影響逐漸增大。 作為解決措施,基帶在進行天線均衡之後,通常會估算出乙個postsnr值。 這個值可以乘在上面的llr 向量中,提公升接收機的效能。這個過程可稱為llr scaling。
解調推導過程參考:
5G NR的同步過程
同步過程是移動終端獲得無線網路的時間和頻率的過程,是終端接入網路的前提。終端要知道網路在哪個時間,哪個頻率上傳送什麼訊息,才能正確接收網路下發的資訊,而同步過程就是為了使終端知道這個時間和頻率資訊而進行的一系列神操作。先來一張整體概念圖。在具體的協議棧實現中,第一步的時間和頻率同步是可以和後面的ps...
5G NR無線通訊頻率分配表
參考 目前,全球最有可能優先部署的5g頻段為n77 n78 n79 n257 n258和n260,就是3.3ghz 4.2ghz 4.4ghz 5.0ghz和公釐波頻段26ghz 28ghz 39ghz。5g nr 3gpp已指定5g nr 支援的頻段列表 可檢視ts38104 5.2章節 5g n...
演算法二十二 倒水問題
鄧老師有有 2 個容量分別為 n 單位 m 單位的沒有刻度的杯子。初始,它們都是空的。鄧老師給了你 t 分鐘時間。每一分鐘,他都可以做下面 4 件事中的任意一件 用水龍頭裝滿乙個杯子。倒空乙個杯子。把乙個杯子裡的水倒到另乙個杯子裡,直到乙個杯子空了或者另乙個杯子滿了。什麼都不做。鄧老師希望最後能獲得...