Fondamenti 5G con MATLAB

Giorno 1/2

Motivazioni e requisiti per il 5G

Obiettivo: Introduzione allo standard 5G e alle differenze con lo standard LTE. Comprensione dei casi d’uso generale e dei requisiti per lo standard 5G.

• Casi d’uso 5G 
• Requisiti per il 5G 
• Scenari di implementazione del 5G

Ripasso della teoria OFDM

Obiettivo: Comprendere le basi della modulazione OFDM, dell'inserimento del prefisso ciclico e della finestratura.

• Motivazione per la multiportante rispetto alla singola portante 
• Introduzione all’OFDM 
• Generazione di simboli OFDM utilizzando l'IFFT 
• Prefisso ciclico (intervallo di guardia) 
• Finestratura per la riduzione delle emissioni fuori banda 
• Vantaggi e svantaggi dell'OFDM 
• Ripasso dell’SC-FDMA

Forme d’onda 5G NR

Obiettivo: Analisi delle griglie di risorse, della struttura frame e della numerologia delle forme d’onda 5G. 

• App per la generazione di forme d’onda wireless
• Forme d’onda 5G 
• Struttura del frame 5G: portanti e parti della larghezza di banda 
• Numerologia 5G: spaziatura delle sottoportanti

Background MIMO 5G

Obiettivo: Comprendere le diverse tecniche MIMO, ossia beamforming e multiplazione spaziale. Imparare la decomposizione del valore singolare come soluzione al problema MIMO generico.

• Efficienza spettrale e capacità 
• Beamforming 
• Multiplazione spaziale 
• Decomposizione del valore singolare 
• Equalizzazione, predistorsione, precodifica e combinazione

Canali di dati 5G NR

Obiettivo: Comprensione degli elementi di base di elaborazione per il trasporto uplink e downlink e canali di dati fisici. Imparare ad allocare, mappare tipi e trasformare precodifiche.

• Catene di elaborazione DL-SCH e PDSCH 
• Tipi di allocazione e mappatura PDSCH 
• Catene di elaborazione UL-SCH e PUSCH 
• Trasformazione di precodifiche e tipi di mappatura PUSCH

Giorno 2/2

Canali di controllo 5G NR

Obiettivo: Comprensione della struttura e delle caratteristiche dei canali di controllo downlink e uplink, inclusi i formati DCI e UCI, catene di elaborazione PDCCH e PUCCH, CORESET, spazi di ricerca e richieste di pianificazione. 

• Formati DCI e catena di elaborazione PDCCH 
• Gruppi di elementi delle risorse ed elementi dei canali di controllo 
• Struttura e caratteristiche CORESET 
• Mappatura PDCCH a CORESET e spazi di ricerca 
• Formati UCI e catena di elaborazione PDCCH 
• Utilizzo di UCI e richieste di pianificazione

Segnali fisici 5G NR

Obiettivo: Imparare a utilizzare i principali segnali fisici 5G NR, come DM-RS, CSI-RS e SRS. Comprendere l’uso di DM-RS e dei tipi di mappatura disponibili. Analizzare il suono del canale utilizzando CSI-RS e SRS. Introdurre la geolocalizzazione utilizzando il PRS e la stima TDOA.

• Utilizzo di DM-RS e tipi di mappatura 
• Segnali per il suono del canale: CSI-RS e SRS 
• PRS e assistenza al posizionamento

Procedure di acquisizione iniziale 5G NR

Obiettivo: Comprendere la costruzione di segnali di sincronizzazione 5G NR, catene di elaborazione BCH e PBCH e pattern dei blocchi SS. Analisi delle procedure di acquisizione iniziale, tra cui la ricerca celle, la decodifica PBCH incluso il beam sweeping e RACH.

• Segnali di sincronizzazione: PSS e SSS 
• Catene di elaborazione BCH e PBCH 
• Canale di diffusione e blocco principale delle informazioni 
• Pattern e burst dei blocchi SS 
• Ricerca celle: Ricerca PSS e SSS 
• Decodifica PBCH incluso il beam sweeping 
• RACH

Generazione di forme d’onda 5G NR e simulazione di sistemi con 5G Toolbox

Obiettivo: Analisi delle best practice e dei workflow per l’uso di 5G Toolbox. Comprendere come generare forme d’onda 5G, impostare modelli di canali spaziali e inviare un segnale tramite il canale. Analizzare problemi di implementazione del ricevitore e di metrica delle performance end-to-end. Introduzione a diversi workflow specifici per applicazione.

• Panoramica su 5G Toolbox 
• Generazione di forme d’onda 5G interattive e programmatiche 
• Configurazione di modelli di canali wireless Cluster Delay Line e Tapped Delay Line 
• Trasmissione di segnali tramite un canale con rumore 
• Implementazione del ricevitore comprensivo di sincronizzazione e stima del canale 
• Metriche sulle performance di un sistema end-to-end 
• Panoramica su workflow specifici per applicazione