论文来源

2018 European Conference on Networks and Communications (EuCNC),James Bishop, Jean-Marc Chareau

论文简介

  论文主要通过写新一代射频信号处理在FPGA实现上的初步经验。利用SDR(Software Define Radio)实现 NI LTE框架。

基本原理

  开发工作的目的是修改或增加物理(PHY)层处理功能的FPGA实现无线电链接。主机PC执行所有媒体访问控制(MAC)和更高层操作。在NI LTE框架下的发射处理模块如下所示:



  在该框图中,我们可以看到有两个不同的时钟。其中在前一部分,主要是物理层收到用户比特流,经过调制,IFFT(该过程是将时域信号变为频域信号),加CP(),使用192MHz的时钟。而后一部分把信号从数字信号变成模拟信号,采用200MHz时钟。在跨不同的时钟域时,采用FIFO(First Input First Output)结构,该结构在日常FPGA的开发过程中经常使用。建议在日常开发验证时,每个模块之间尽量都使用FIFO。

  下图是第一个新的5G的Numerology。可以看到,在IFFT模块采用更高的时钟频率。



  在4G的数据量下,对于每个符号做IFFT都很费资源和时间。5G对于数据的延时要求更低,所以采用更高的时钟的频率来做IFFT。

论文创新点

  文章指出4G和5G系统在子载波间隔上的区别。LTE-4G的子载波间隔为15kHz,但是5G由于应用场景广泛(eMBB,MMTC,URLLC),不用场景对于性能指标要求不一样,使其子载波间隔也不同。而多种的子载波间隔是由基本的子载波间隔采用整数N等比例扩展而成的。在MIIT二阶段测试规范中,”Numerology”译作”参数集”。5G NR的子载波间隔、CP时长及OFDM符号时长选择如下:

1) 子载波间隔=15KHz;CP时长=4.7微秒;OFDM符号时长=66.67微秒;

2) 子载波间隔=30KHz;CP时长=2.3微秒;OFDM符号时长=33.33微秒;

3) 子载波间隔=60KHz;CP时长=1.2微秒;OFDM符号时长=16.7微秒;

4) 子载波间隔=120KHz;CP时长=0.59微秒;OFDM符号时长=8.33微秒;

5) 子载波间隔=240KHz;CP时长=0.29微秒;OFDM符号时长=4.17微秒;

借鉴之处

1.在发射系统中,不同模块使用的时钟频率有差别。

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