IP 核系列

蜂窝 PHY

面向 FPGA 的 5G NR 小区搜索接收机：从基带 I/Q 采样，到小区编号，再到手机开机时读到的那份广播消息。它盲检主同步信号、算能量并设自适应门限、定位并提取 SSB、用 256 点 FFT 做 OFDM 解调，再走完广播信道到主信息块的完整译码。整机以逐比特一致的 RTL 自动生成，对照 MATLAB 5G 工具箱验证，部署在 Kria KV260 上，同步前端在 FPGA 逻辑里满速运行、广播译码放在主机。它把三个真实空口小区都译了出来，每个都读到一份一致的广播消息。

旗舰

把真实小区从空中读出来的接收机

一段真实的 5G 下行被空口录了下来，再送进这台自动生成的接收机译码。下面每一个数字都来自硬件实测，不是仿真。

3 / 3

真实空口小区，全部译出一致的广播消息，CRC 校验通过实测

38% 更少查找表

检测器逻辑，同一颗芯片上对比商用 HLS 参考实现实测

256 MHz

完整接收机，在 Kria KV260 上布局布线收敛实测

0 误差

硅上频谱对照参考模型，共 2,540 拍逐比特一致实测

部署设备上的实测

资源与时序均为 Kria KV260（XCK26）上的 Vivado 布局布线结果。检测器对比采用参考 IP 自己的芯片。

指标	结果	来源
译出广播消息的真实空口小区	3 / 3 CRC 通过	三个小区读到一致的主信息块实测
检测器逻辑对比商用 HLS 参考（同一颗芯片）	少用 38% 查找表	5,124 对 8,669 查找表，触发器少 75% 实测
检测器逻辑，布局布线（KV260）	5,124 LUT / 5,944 FF / 298 DSP / 1 BRAM	Vivado 资源报告实测
完整接收机时钟，布局布线（KV260）	256 MHz	Vivado 时序总结报告实测
完整接收机逻辑，布局布线（KV260）	6,175 LUT / 6,709 FF / 314 DSP / 4 BRAM	Vivado 资源报告实测
部署 overlay 时序（KV260，200 MHz 链路）	收敛，余量 +0.403 ns	完整 overlay 布局布线实测
硅上频谱对照参考模型	0 误差 / 2,540 拍	KV260 上的 DMA 往返实测
稳健性测试，全参数空间，干净信道	300 / 300 逐比特一致	全部 1,008 个小区编号、任意广播消息实测
衰落加载波频偏加噪声	200 / 200	损伤扫描实测
定点前端（16 位与 12 位频谱）	各 300 / 300	量化后的栅格，性能不掉实测

检测器带着九个主同步相关器，这是同时搜索三个候选小区分组、用复数匹配滤波所必需的算力。每个相关器都以框架里最高效的折叠 FIR 结构生成，所以检测器在同一颗芯片上比商用高层次综合参考实现少用 38% 查找表，同时保持线速运行。

内部

接收机做了哪些事

输入是射频前端下变频之后送出来的基带 I/Q 采样流。接收机分四步把这段采样变成一个小区编号和译好的广播消息，每一步都对应 5G NR 标准里的一环。

检测

盲检主同步 · 匹配滤波

开机时接收机并不知道小区属于哪一组，于是同时拿三个候选的主同步序列做相关，九个折叠相关器并行跑起来，在采样流里找出标记同步块的那个相关峰。

运行方式连续、自动重新对齐

提取与解调

能量 · 峰值 · 256 点 FFT

用能量测量加自适应门限、再加一个峰值定位器找到真正的块起点，把它从采样流里切出来。每个符号去掉循环前缀，256 点 FFT 恢复出资源栅格上的 240 个子载波。

OFDM FFT256 点，流式

均衡与解映射

精定位小区 · 信道估计 · 软信息

辅同步信号把小区编号精确定下来。广播导频给出信道估计，每个子载波做均衡，星座点被软解调成每个比特的可信度。

小区编号全部 1,008 个都能恢复

译码与解析

极化码 · CRC-24 · 主信息块

解扰、极化码列表译码、24 位 CRC 校验，一起还原出 32 比特的广播净荷，再解交织、解析成主信息块：系统帧号、子载波间隔，以及手机初始接入所需的那些指针。

前向纠错极化码，CRC-24C

同步与解调前端在 FPGA 逻辑里满速运行；控制密集的广播译码放在主机，切分点选在整条链路最窄的那个接口，也就是恢复出来的频谱。需要发射链路，或是另一种蜂窝标准？同一套流程会生成并重新验证新的配置。了解 IP 定制。

实时演示

真实采集的信号，在浏览器中回放

下面的分析器回放的是一串多样化的同步块，走的正是 KV260 前端频谱在主机上的同一条译码链路。随着信道变差，星座点从紧凑的 QPSK 一圈圈散开成噪声云，信号质量的历史曲线跟着爬高，广播译码一路逐比特正确，直到抗噪极限才失败。

实时信号质量分析器：随噪声散开的 PBCH 星座图、EVM 与 SNR 读数、译出的主信息块，以及译码流水，走的是 KV260 前端频谱在主机上的同一条链路

打开交互式演示

分析器直接在你的浏览器里跑，没有服务器、不接电台，把接收机在整个参数空间和一段越来越差的信道上跑一遍。每一帧都被译成广播消息，并跟发出去的逐比特核对。

拿独立的标准参考验过

每一种配置都拿 MATLAB 5G 工具箱当独立裁判：上千个符合标准的同步块，每个都带着已知的小区编号和广播消息，译出来逐比特核对。在真实采集的信号上，接收机把三个小区都读到同一份一致的广播消息，而且这次译码还纠正了参考脚本里的一处解扰错误。

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