杰克erickson,Mathworks
5G NR HDL单元搜索和MIB恢复参考应用程序是FPGA证明的子系统IP,执行OFDM解调并检测主和辅助同步信号(PSS / SSS),然后解码主信息块(MIB)。FPGA子系统使用Simulink设计万博1manbetx®,并且可以用作或修改以检测和解码信号同步块(SSB)信息以用于5G无线应用程序。该视频概述了用于创建它的设计方法,并显示如何模拟它并为FPGA或ASIC实现生成可合成的RTL。详细信息包括:
无线HDL工具箱中的NR HDL Cell搜索和MIB恢复参考应用程序是硬件优化的实现,您可以用于检测和解码5G新的无线电信号信息作为无线应用程序的一部分。
您将生成HDL的子系统在Simulink中建模,因为Simulink具有内置的时间,并且有助于可视化并行架构和定点数据类型传播万博1manbetx。
由于这些开始使用5G工具箱的Matlab算法,因此我们重新使用该代码来验证我们的实现,此处展示工作流程。
第一步是从测试台分区将部署到应用程序的功能。我们在MATLAB方面做到这一点,而我们会添加部署所需的一些功能,因此我们可以验证数字。例如,因为这需要为真实世界过空中信号工作,它包括一个数字下变频器,用于混合到基带和更改采样率。
输入波形由该MATLAB函数生成,也包含在该参考应用程序中。
在输出方面,MATLAB代码最初将显示并绘制结果,然后打印一些比较与参考。
在此图中,蓝色框表示测试台元素,橙色表示设计。尽早执行此分区非常重要,以便更容易地交换并使用更多实现详细信息进行比较版本。
有两个主要的子系统,用于硬件。第一个将执行单元格搜索并检测主和辅助同步信号,有时它需要使用所有应用程序。第二个子系统使用该信息来解码主信息块或MIB。
专注于同步信号块检测,它以两个阶段运行,由软件层控制。
第一阶段搜索模式 - 采用波形以及频率偏移的粗略估计和期望的子载波间隔,并执行PSS检测,返回三种可能的PSS值的相关结果。搜索模式允许软件坐标不同粗略频率偏移和子载波间隔为PSS(或小区)的搜索。该软件确定最强的PSS相关性,对应于最强的单元格,然后在解调模式下再次调用相同的硬件子系统,这次将此PSS信息传递给硬件执行OFDM解调和SSS检测,返回这些结果。
还有一个Matlab结构的诊断信号,被路由到顶级。这将设计恰好稍后将这些信号带到FPGA的顶级进行调试。
最后,SSB解码子系统从解调的资源网格解码了MIB信息。
我们仍然需要使这些算法适应在连续的信号数据流上工作,因为它们将在硬件上。万博1manbetxSimulink是最好的环境,因为它模拟了定时。
Matlab Testbench驱动Simulink模型的输入,万博1manbetx它们会转换为样本流,然后回到输出上的帧,以进行比较,而MATLAB硬件参考算法在此阶段是测试禁止将用于验证的参考。
在这里,我们为每个硬件目标子系统创建了单独的Sim万博1manbetxulink模型。这显示了分区的好处——我们可以使用一个分区的MATLAB仿真版本,同时关注另一个分区的Simulink细节。首先是单元搜索子系统。
MATLAB数据通过此处的From工作区块传递,并将为MATLAB收集的这些输出传递到工作区块。当我们使用MATLAB驱动测试台时,能够可视化体系结构和数据类型传播使Simulink更有利于将流硬件行为添加到设计中。与MATLAB参考一样,输入波形在第一种模式下通过DDC移动到PSS检测,结果作为软件返回到MATLAB测试台,然后在解调模式下驱动回硬件,在那里发送到OFDM解调器,这是一个硬件就绪块,您只需插入并配置即可。解调后的网格输出,并发送到SSS检测,结果全部记录在系统输出中,并万博1manbetx返回到MATLAB。您还可以看到收集诊断信息以输出到顶层。
我们可以从MATLAB开始模拟,并且它开始它为生成的测试波形生成一个曲线,它显示了传输波形中所有八个SSB的组合资源网格。仿真需要几分钟,因为它运行Matlab和Simulink,在每个模式中......因此跳过结果。万博1manbetx首先,小区搜索模式结果显示PSS0作为最强的单元格,然后来自SSS相关器的漂亮清洁峰值,最后显示出遵循PSS的解调符号的频谱图,其中SSS在第二符号的中心127资源元素中。所有这些结果和诊断都返回到MATLAB工作区进行分析。
然后,如果要解码MIB,MIB恢复参考应用程序会添加一个块解码模块。该模块在检测块发出检测到单元ID的信号时触发。它传入单元ID并在网格数据中传输。同样,这是很好的分区,它处理物理广播信道,然后使用极性解码器IP块处理广播信道,并使用此状态机收集输出。
现在,您可以使用HDL编码器为每个子系统生成HDL。通常,您会在应用程序中使用一个或两个,并从整个应用程序生成HDL。但是,如果您只想尝试将此参考应用程序部署到软件定义的无线电工具包中,我们还将此设计的一个版本组合在一起,并设置为以基于Xilinx Zynq的SDR为目标。HDL workflow advisor中的所有内容都是预先填充的,包括硬件和软件之间通信的AXI接口映射,它将生成HDL、AXI映射、嵌入式软件和驱动程序,并对电路板进行编程,以便您可以使用空中直播信号运行。
但通常情况下,您会按原样使用它,或自行修改以将SSB和MIB信息返回到基于5G的应用程序。
参考应用程序概述提供了更多详细信息,设计本身可在Wireless HDL Toolbox中找到
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