CN114553382B - 一种自动配置公共参数的5g nr信号解调方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法及系统，包括：接收信号源发送的5G NR信号及公共参数的编码；对所述公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数；获取用户配置的非公共参数，将所述公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数；基于所述解调所需参数，采用解调算法，对所述5G NR信号进行解调。解决了5G NR信号解调过程中在仪器界面输入大量的参数配置过程复杂繁琐的问题。

Description

一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法及系统
技术领域
本发明属于5G NR信号分析技术领域，尤其涉及一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
第五代移动通信新空口(5G NR)信号的三大应用场景，分别是增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器型通信(mMTC)。相对于第四代移动通信(4GLTE/LTE-A)，这三大应用场景对峰值速率、频谱效率、用户体验速率、时延、功耗等关键性能指标提出了更高的要求。因此，5GNR测试对频谱/信号分析仪的5GNR解调分析功能提出了更高的要求。为了能正确的解调5GNR的矢量误差幅度(EVM)、频率误差、功率、正交误差等参数，显示星座图、符号EVM、载波EVM、平坦度等视图，依据5GNR协议规范中对物理层信道和参考信号的规定，需要在5GNR信号解调界面配置大约100多种参数(区分上下行链路)。
但是，由于进行5GNR信号分析时，目前的5GNR解调分析功能软件的界面需要用户手动配置大量的参数，能够自动解调的参数也需要选择自动模式且自动模式下解调速度变慢，造成解调效率低下；如果其中一个参数的配置和5GNR信号发生界面设置的参数不一致，则造成EVM值结果偏高、星座图发散等不正确的解调；对错误结果进行原因分析时，无法快速定位配置错误的参数。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法及系统，实现了对5G NR信号发生和解调过程中的公共参数进行自动化配置，使公共参数自动加载到5G NR信号解调界面上和传递给后端分析算法，不需要用户手动配置大量的参数。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其包括：
接收信号源发送的5G NR信号及公共参数的编码；
对所述公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数；
获取用户配置的非公共参数，将所述公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数；
基于所述解调所需参数，采用解调算法，对所述5G NR信号进行解调。
进一步的，所述公共参数为5G NR信号解调过程中信号源和分析仪共同配置的参数项。
进一步的，所述公共参数剔除了依赖于所述信号源和所述分析仪的本身能力的参数。
进一步的，所述公共参数为下行链路解调所需公共参数或上行链路解调所需公共参数。
进一步的，所述公共参数的编码是采用LDPC码对公共参数进行编码得到的。
本发明的第二个方面提供一种自动配置公共参数的5G NR信号解调系统，其包括：
信号接收模块，用于接收信号源发送的5G NR信号及公共参数的编码；
公共参数译码模块，用于对所述公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数；
非公共参数配置模块，用于获取用户配置的非公共参数，将所述公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数；
信号解调模块，用于基于所述解调所需参数，采用解调算法，对所述5G NR信号进行解调。
进一步的，还包括信号源，用于产生所述5G NR信号，并采用LDPC码对公共参数进行编码得到所述公共参数的编码。
进一步的，所述公共参数为下行链路解调所需公共参数或上行链路解调所需公共参数。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其实现了对5G NR信号发生和解调过程中的公共参数进行自动化配置，使公共参数自动加载到5G NR信号解调界面上和传递给后端分析算法，不需要用户手动配置大量的参数，解决了5G NR解调过程中在仪器界面输入大量的参数配置过程复杂繁琐的问题，最大程度的避免因人为因素引起的解调错误，在进行误差分析时，减少了误差来源，降低了误差分析难度。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例一的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
本实施例提供了一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤1、获取信号源产生的5G NR信号及公共参数的编码。
产生5G NR信号的信号源和具有5G NR信号解调功能的信号分析仪通过电缆连接，信号源产生信号后，在信号源端将公共参数项进行编码后传递给信号分析仪。为了保持快速配置方法的通用性，编码方法采用的是3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作计划)的38.212中5.3.2节的Polar编码过程。通过统计信号源和分析仪公共的参数项，复用3GPP的协议规定的编码过程，使得任何分析仪都可以将编码后的数据进行处理，而不依赖于特定的仪器，因此，具有通用性。
其中，为了正确的解调5GNR信号，需要对链路方向，单元载波、信道带宽、同步信号等描述信号的基本参数、无线帧上的时隙、信道和参考信号等设置信息、天线端口以及补偿等参数优化选项进行正确配置。其中，公共参数为5G NR信号解调过程中信号源和分析仪共同配置的参数项，并剔除了关联参数和依赖于信号源和分析仪仪器的本身能力的参数，压缩了公共参数编码的比特数量。公共参数为下行链路解调所需公共参数或上行链路解调所需公共参数。
下行链路解调所需公共参数包括：中心频率、链路方向、单元载波(CC)个数、CC索引、CC相对CC1(单元载波1)中心频率偏移、CC带宽、频率范围、小区ID、可配置的子帧个数、同步信号的子载波间隔(SCS)、SSB(Synchroni zationSignalBlock，同步信号块)图样、SSB偏移设置参考、SSB RB(Resource Block，资源块)偏移、SSB额外子载波偏移、突发集合周期、SSB的长度、PSS(PrimarySynchronizationSignal，主同步信号)相对功率、SSS(Secondary Synchronization Signal，辅同步信号)相对功率、PBCH(Physical BroadcastCHannel，物理广播信道)相对功率、PBCH DMRS(DeModulation Reference Signal，解调参考信号)相对PBCH功率、BWP(BandWidth part，部分带宽)ID、BWP SCS、BWP RB个数、BWP RB偏移、子帧索引、子帧内时隙索引、分配类型、CORESET(COntrol-REsource SET，控制资源集合)设置参考、CORESET预编码粒度、CORESET交织状态、PDCCH(Physical Downlink ControlCHannel，物理控制信道)DMRS扰码ID、PDCCH DMRS相对功率、CORESET参考点、交织束大小、移位索引、交织器大小、PDCCH RNTI(Radio Network Temporary Identifier，无线网络临时标识)、聚合等级、VRB-PRB(Virtual Resource Block-Physical Resource Block，虚拟资源块-物理资源块)交织状态、用户ID、PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel，物理下行共享信道)DMRS配置类型、PDSCH DMRS首符号参考点、PDSCH DMRS首符号位置、PDSCHDMRS长度、PDSCH DMRS序列生成、PDSCH DMRS n_SCID(序列生成标识符)、DMRS相对PDSCH功率、层数/码字(不同码字个数对应的层数)、PDSCH DMRS天线端口1000+、CDM组、PDSCH DMRS参考点、PTRS(Phase-Tracking Reference Signal，相位追踪参考信号)状态、PTRS相对PDSCH功率、L_PTRS(PTRS时域密度)、K_PTRS(PTRS频域密度)、PTRS RE(Phase-TrackingReference Signal Resource Element，PTRS资源元素)偏移指示、MCS(编码调制调度)表、I_MCS(编码调制调度索引)、冗余版本索引、PDSCH加扰ID、PDSCH RB个数、PDSCH RB偏移、PDSCH符号个数、CSI-RS(Channel State InformationReference Signal，信道状态信息参考信号)状态、CSI-RS时隙配置、CSI-RS周期、CSI-RS周期偏移、ZP(Zero Power，零功率)CSI-RS状态、CSI-RS RB个数、CSI-RS行索引、CSI-RS密度、CDM(Code-DivisionMultiplexing，码分复用)组类型、CSI-RS位图、CSI-RS时域位置l0、CSI-RS时域位置l1、CSI-RS扰码ID、天线端口到天线的映射状态、PDSCH天线端口、CSI-RS端口、载波泄露处理、相位补偿和参考点PointA的k0(3GPP协议中定义的PointA中的一个参数k0)。
上行链路解调所需公共参数包括：中心频率、链路方向、CC个数、CC索引、CC相对CC1中心频率偏移、CC带宽、频率范围、小区ID、功率等级、BWP ID、BWP SCS、BWP RB个数、BWPRB偏移、子帧索引、子帧内时隙索引、BWP索引、PUSCH可配置个数、PUCCH可配置个数、PUCCHID、分配类型、PUCCH格式、PUCCH DMRS相对PUCCH功率、PUCCH组跳、PUCCH跳ID、PUCCH时隙间跳频、PUCCH第2跳起始PRB、PUCCH序列生成、PUCCH初始循环移位、PUCCH时域OCC索引、用户ID、PUSCH DMRS配置类型、DMRS首符号参考点、DMRS首符号位置、DMRS长度、DMRS额外位置索引、PUSCH DMRS n_SCID、PUSCH DMRS相对PUSCH功率、层/码字(不同码字个数对应的层数)、PUSCH DMR天线端口、CDM组类型、PTRS状态、PTRS相对PUSCH功率、L_PTRS、K_PTRS、PTRS RE偏移指示、MCS表、I_MCS、冗余版本索引、PUSCH加扰ID、PUSCH RB个数、PUSCH RB偏移、PUSCH符号个数、SRS(Sounding Reference Signal，探测参考信号)状态、SRS时隙配置、SRS周期、起始位置、符号个数、频率位置、频率移位、B_SRS(3GPP协议中定义的跳频参数B_SRS)、C_SRS(3GPP协议中定义的跳频参数C_SRS)、B_hop(3GPP协议中定义的跳频参数B_hop)、重复因子、传输梳、梳偏移、循环移位、SRS序列ID、组/序列跳(组跳或序列跳)、SRS端口号、SRS相对功率、天线端口到天线的映射状态、PUSCH天线端口、载波泄露处理、转换预编码、PUSCH跳频、相位补偿、参考点PointA的k0和帧索引。
表1和表2展示了下行链路解调所需公共参数和上行链路解调所需公共参数的取值范围，如表1和表2所示，有些参数比如功率、信道的个数等参数的取值范围依赖于仪器本身的能力，有些参数可以根据其它参数查表或者推导出来，比如同步信号SCS＝15kHz时，SSB图样为CASEA。因此，为了使得该方法具有普遍性和通用型，排除关联参数和依赖于仪器本身能力的参数外，其它解调必要的公共参数需要的比特数如表3和表4所示。整个下行链路需要使用292个比特完成公共参数的配置，其中SSB图样使用1比特区分SCS＝30kHz的情况，CSI-RS密度使用2比特，区分同一行的密度是1还是0.5。整个上行链路需要使用262个比特完成公共参数的配置。
表1下行链路解调过程中必要的公共参数和取值范围
表2上行链路解调过程中必要的公共参数和取值范围
表3下行链路解调过程中必要公共参数所需的比特数
表4上行链路解调过程中必要公共参数所需的比特数
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步骤2、对公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数。
具体的，复用5GNR中数据信道的编译码算法，表3和表4所示的292或者262个比特的公共参数在信号源端采用和协议规范一致的LDPC码进行编码，得到公共参数的编码。信号/频谱分析仪端采用仪器内置的LDPC码译码算法，如BP译码等，对公共参数的编码进行译码后，信号分析仪将译码后的数据反馈到信号分析仪界面前端，将公共参数显示到界面对应的位置，完成仪器对公共参数的自动配置，同时传递给后端的解调处理算法。
需要注意的是，公共参数中有些参数，比如频率范围、小区ID等的比特数并未完全使用，可以将其中的某些比特序列分给其他公共参数，进一步压缩比特数量，考虑到292或者262个比特完全在LDPC码的译码能力范围内，因此，暂不考虑比特的压缩。
步骤3、获取用户配置的非公共参数(除了公共参数之外的其它所有参数)，将公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数。
步骤4、基于解调所需参数，采用解调算法，对5G NR信号进行数据解调。
具体的，信号分析仪将译码后的数据和非公共参数项一起反馈给信号分析仪内部的解调算法；内部算法启动仪器预设的5G NR解调流程，进行数据解调。
所述解调算法基于解调所需参数，对5G NR信号依次进行参数初始化(包括公共参数和非公共参数)、信号同步和补偿、OFDM解调(波形信号解调)、信道估计和均衡、解调(调制信号的解调)、解扰、解速率匹配和译码，得到解调后的NR信号(01比特)。
本发明复用了信号源端和分析仪端的LDPC编解码算法，降低了信息传递的复杂度，可以将公共参数快速加载到软件参数配配置界面和传递给后端处理算法。
本发明设计的解调测试方法基于纯软件实现，程序可移植性好，成本低。
实施例二
本实施例提供了一种自动配置公共参数的5G NR信号解调系统，其具体包括：信号源和分析仪；
所述信号源，用于产生5G NR信号，并采用LDPC码对公共参数进行编码得到公共参数的编码；
所述分析仪包括信号接收模块、公共参数译码模块、非公共参数配置模块和信号解调模块。
信号接收模块，用于接收信号源发送的5G NR信号及公共参数的编码；
公共参数译码模块，用于对所述公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数；
非公共参数配置模块，用于获取用户配置的非公共参数，将所述公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数；
信号解调模块，用于基于所述解调所需参数，采用解调算法，对所述5G NR信号进行解调。
此处需要说明的是，本实施例中的各个模块与实施例一中的各个步骤一一对应，其具体实施过程相同，此处不再累述。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法中的步骤。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其特征在于，包括：
接收信号源发送的5G NR信号及公共参数的编码；
对所述公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数；
获取用户配置的非公共参数，将所述公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数；
基于所述解调所需参数，采用解调算法，对所述5G NR信号进行解调；
所述公共参数为5G NR信号解调过程中信号源和分析仪共同配置的参数项，并剔除了关联参数和依赖于信号源和分析仪仪器的本身能力的参数。
2.如权利要求1所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其特征在于，所述公共参数为5G NR信号解调过程中信号源和分析仪共同配置的参数项。
3.如权利要求2所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其特征在于，所述公共参数剔除了依赖于所述信号源和所述分析仪的本身能力的参数。
4.如权利要求1所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其特征在于，所述公共参数为下行链路解调所需公共参数或上行链路解调所需公共参数。
5.如权利要求1所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法，其特征在于，所述公共参数的编码是采用LDPC码对公共参数进行编码得到的。
6.一种自动配置公共参数的5G NR信号解调系统，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于接收信号源发送的5G NR信号及公共参数的编码；
公共参数译码模块，用于对所述公共参数的编码进行译码后，得到并显示公共参数；
非公共参数配置模块，用于获取用户配置的非公共参数，将所述公共参数与非公共参数进行拼接，得到解调所需参数；
信号解调模块，用于基于所述解调所需参数，采用解调算法，对所述5G NR信号进行解调；
所述公共参数为5G NR信号解调过程中信号源和分析仪共同配置的参数项，并剔除了关联参数和依赖于信号源和分析仪仪器的本身能力的参数。
7.如权利要求6所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调系统，其特征在于，还包括信号源，用于产生所述5G NR信号，并采用LDPC码对公共参数进行编码得到所述公共参数的编码。
8.如权利要求6所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调系统，其特征在于，所述公共参数为下行链路解调所需公共参数或上行链路解调所需公共参数。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的一种自动配置公共参数的5G NR信号解调方法中的步骤。
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