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5G NR PRACH 波形の生成
この例では、5G Toolbox™ を使用して 5G NR PRACH 波形発生器を実装します。この例では、TS 38.211 [ 1 ] の定義に従って、5G New Radio (NR) の物理ランダム アクセス チャネル (PRACH) 波形のパラメーター化と生成を行う方法を示します。この例では、単一キャリア内で 1 つの PRACH 構成をパラメーター化して生成する方法について示し、リソース グリッド内における PRACH プリアンブルの位置を表示します。サブフレーム単位で波形の長さを定義したり、生成された波形内のアクティブな PRACH プリアンブルのパターンを設定したりすることができます。
波形とキャリアの構成
キャリアを 1 つ構成し、生成された波形の長さを 1 ms サブフレーム単位で設定します。DisplayGrids
フィールドを 1 に設定し、生成されたリソース グリッドを可視化します。
構造体 waveconfig
を使用し、PRACH の波形生成に必要な構成パラメーターを格納します。構造体 waveconfig
は次のフィールドを含みます。
NumSubframes
:生成された波形に含まれる 1 ms サブフレームの数。DisplayGrids
:この例では、1 に設定するとリソース グリッドが表示されます。Windowing
:OFDM シンボルのウィンドウ処理とオーバーラップ処理を適用する時間領域サンプルの数。詳細については、nrPRACHOFDMModulate
を参照してください。Carriers
:nrCarrierConfig
で説明されている、キャリア固有の構成オブジェクト。PRACH
:PRACH 構成のセクションで詳しく説明されている、PRACH に関連する構成が格納された構造体。
waveconfig = []; waveconfig.NumSubframes = 10; % Number of 1 ms subframes in generated waveform waveconfig.DisplayGrids = 1; % Display the resource grid waveconfig.Windowing = []; % Use the default windowing % Define a carrier configuration object carrier = nrCarrierConfig; carrier.SubcarrierSpacing = 15; carrier.NSizeGrid = 52; % Store the carrier into the waveconfig structure waveconfig.Carriers = carrier;
PRACH 構成
PRACH の numerology がキャリアと異なる場合があることを考慮し、PRACH のパラメーターを設定します。この例では、サブキャリア間隔が 15 kHz である PRACH ショート プリアンブル形式 B2 に対応する PRACH 構成を設定します。
追加の PRACH パラメーターを設定することもできます。詳細については、nrPRACHConfig
を参照してください。
PRACH 構成および関連するパラメーターを格納するため、フィールド PRACH
を構造体 waveconfig
に追加します。フィールド PRACH
は、次のフィールドを含む構造体です。
Config
:PRACH 構成オブジェクトAllocatedPreambles
:送信用に割り当てられた PRACH プリアンブルのインデックス (0 ベース)。このフィールドはアクティブな PRACH プリアンブルのみを対象とします。アクティブな PRACH プリアンブルをすべて波形に含めるには、この値を 'all' に設定します。Power
:dB 単位の PRACH パワー スケーリング。このパラメーターは、TS 38.211 の Section 6.3.3.2 の (dB) を表します。
% PRACH configuration prach = nrPRACHConfig; prach.FrequencyRange = 'FR1'; % Frequency range ('FR1', 'FR2') prach.DuplexMode = 'FDD'; % Duplex mode ('FDD', 'TDD', 'SUL') prach.ConfigurationIndex = 145; % Configuration index (0...255) prach.SubcarrierSpacing = 15; % Subcarrier spacing (1.25, 5, 15, 30, 60, 120) prach.FrequencyIndex = 0; % Index of the PRACH transmission occasions in frequency domain (0...7) prach.TimeIndex = 2; % Index of the PRACH transmission occasions in time domain (0...6) prach.ActivePRACHSlot = 0; % Active PRACH slot number within a subframe or a 60 kHz slot (0, 1) % Store the PRACH configuration and additional parameters in the % waveconfig structure waveconfig.PRACH.Config = prach; waveconfig.PRACH.AllocatedPreambles = 'all'; % Index of the allocated PRACH preambles waveconfig.PRACH.Power = 0; % PRACH power scaling in dB
波形生成
構造体 waveconfig
に格納されたパラメーターを使用し、PRACH 複素ベースバンド波形を生成します。
[waveform,gridset,winfo] = hNRPRACHWaveformGenerator(waveconfig);
waveconfig.DisplayGrids
を 1
に設定した場合、波形発生器は PRACH の numerology で PRACH リソース グリッドもプロットします。リソース グリッドに含まれる OFDM シンボルの数に関する詳細については、「5G NR PRACH 構成」を参照してください。
波形発生器関数は、時間領域の波形と 2 つの構造体 gridset
および winfo
を返します。
構造体 winfo
は次のフィールドを含みます。
NPRACHSlot
:割り当てられた各 PRACH プリアンブルの PRACH スロット数PRACHSymbols
:割り当てられた各 PRACH スロットに対応する PRACH シンボルPRACHSymbolsInfo
:PRACH シンボルに関連付けられた追加情報PRACHIndices
:割り当てられた各 PRACH スロットに対応する PRACH インデックスPRACHIndicesInfo
:PRACH インデックスに関連付けられた追加情報
構造体 gridset
は次のフィールドを含みます。
ResourceGrid
:このキャリアに対応するリソース グリッドInfo
:PRACH OFDM 変調に対応する情報が格納された構造体。PRACH が FR2 用に構成されている場合、または現在の構成の PRACH スロットが複数のサブフレームにまたがる場合、OFDM に関連する一部の情報が PRACH スロットごとに異なる場合があります。この場合、この情報構造体は波形に含まれる PRACH スロットの数と同じ長さの配列になります。
if ~isempty(gridset.Info) disp('Information associated with PRACH OFDM modulation for the first PRACH slot:') disp(gridset.Info(1)) end
Information associated with PRACH OFDM modulation for the first PRACH slot: Nfft: 1024 SampleRate: 15360000 CyclicPrefixLengths: [188 0 0 0 188 0 0 0 180 0 0 0 0 0] GuardLengths: [0 0 0 108 0 0 0 108 0 0 0 108 0 144] SymbolLengths: [1212 1024 1024 1132 1212 1024 ... ] (1x14 double) OffsetLength: 0 Windowing: 72
まとめとその他の調査
この例では、単一キャリアの単一の PRACH 構成の時間領域波形を生成する方法を示します。生成された波形の長さをサブフレームの数で設定できます。また、生成された波形内の PRACH プリアンブルのパターンを設定することもできます。この例では、PRACH で使用する OFDM 関連の情報も示します。
複数の PRACH 構成を含む波形を同じキャリア内に生成するには、いくつかの PRACH 構成についてこの例を実行し、生成された波形をひとつにまとめます。
PRACH 構成および PRACH リソース グリッドの詳細については、5G NR PRACH 構成を参照してください。
参考文献
3GPP TS 38.211. "NR; Physical channels and modulation." 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network.