Formazione MATLAB e Simulink

Progettazione di Sistemi di Comunicazione Wireless in MATLAB e Dispositivi Software Defined Radio URSP

Dettagli dei corsi

Questo corso di due giorni mostra come progettare e simulare sistemi di telecomunicazione digitali a portante singola e multipla usando MATLAB. Vengono introdotti sistemi di comunicazione multi-antenna e turbo-coded, e si illustrano diversi tipi di impairments di canale e la loro modellizzazione. Come esempi verranno usati componenti di sistemi LTE e IEEE 802.11. Gli studenti costruiranno un sistema radio-in-the-loop usando hardware realtime (RTL-SDR e USRP).

L'audience a cui si rivolge questo corso include sistemisti e ingegneri RF che necessitano una rapida preparazione su tecniche di telecomunicazione moderne e di workflow radio-in-the-loop.

Giorno 1


Telecomunicazione lungo un canale senza rumore

Obiettivo: Modellizzare un sistema di telecomunicazione ideale a portante singola. Familiarizzare con i System objects.

  • Teorema del campionamento e aliasing
  • Simulazione in banda-base complessa vs. passa-banda reale
  • Creare uno stream di bit random
  • System objects e i loro benefici
  • Modulare uno stream di bit usando QPSK
  • Applicare tecniche di pulse-shaping al segnale trasmesso
  • Diagrammi ad occhio e analisi spettrale
  • Modellizzare un ricevitore QPSK per un canale senza rumore
  • Calcolare il bit error rate

Canali rumorosi, codifica di canale, e Error Rates

Obiettivo: Modellizzare un canale AWGN. Usare codice convoluzionali, LDPC e turbo per ridurre il bit error rate (BER). Codici correttori di errore DVB-S.2 e sistemi LTE sono usati come esempi. Accelerazione della simulazione usando core multipli.

  • Modellizzare un canale AWGN
  • Usare codifica e decodifica di canale: codici convoluzionali, LDPC e turbo
  • Diagramma di Trellis e decodifica di Viterbi
  • Usare il Parallel Computing Toolbox per accelerare simulazioni Monte Carlo
  • Discussione di metodi di accelerazione alternativi: GPU, MATLAB Distributed Computing Service™, Cloud Center

Errori di Timing e di Frequenza e canali Multipath

Obiettivo: Modellizzare errori di offset frequenza e timing jitter, e mitigazione usando tecniche di sincronizzazione tempo e frequenza. Modellare flat fading e canali multipath e mitigazione usando equalizzatori.

  • Modellizzare offset di fase e di timing
  • Mitigare offset di frequenza usando un PLL
  • Mitigare timing jitter usando sincronizzazione tempo di Gardner
  • Modellare canali flat fading
  • Stime di canale usando sequenze di training
  • Modellare canali frequency selective fading
  • Usare equalizzatori di Viterbi per canali tempo-invarianti e equalizzatori lineri LMS per canali tempo-varianti
  • Dimostrazione di una demodulazione tempo-reale di broadcast a singola portante usando RTL-SDR

Giorno 2


Sistemi di comunicazione multi-portante per canali multipath

Obiettivo: Capire la motivazione dei sistemi di comunicazione multi-portante per canali frequency selective. Modellare un trasmettitore OFDM con prefisso ciclico e windowing. Valori dei parametri secondo IEEE 802.11ac. Verrano usati LTE.

  • Motivazione dei sistemi di comunicazione multi-portante
  • Introduzione al sistema Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
  • Generare simboli OFDM symbols usando IFFT
  • Evitare interferenza inter-block usando un prefisso ciclico
  • Usare finestraggio per ridurre emissioni out-of-band
  • Vantaggi e svantaggi di OFDM
  • Metodi di recovery tempo e frequenza per OFDM
  • Stima di canale usando simboli pilot
  • Equalizzazione nel dominio della frequenza

Usare Antenna Multiple per Robustezza e Guadagno di Capacità

Obiettivo: Capire sistemi di comunicazione ad antenna multipla alternativi. Modellare beamforming, diversità, e sistemi spaziali multiplexing. Costruire un sistema MIMO-OFDM per comunicazioni wideband. Saranno discussi modi MIMO del IEEE 802.11ac. e LTE.

  • Vantaggi e tipi di sistemi multi-antenna
  • Trasmettere e ricevere beamforming
  • Tecniche receive diversity
  • Trasmettere diversity scheme usando codici ortogonali space-time block
  • Il modello di canale narrowband multiple input-multiple output (MIMO)
  • Stima di canale MIMO
  • Multiplexing spaziale usando equalizzazione ZF e MMSE
  • Comunicazione wideband usando un sistema MIMO-OFDM

Costruire un sistema Radio-in-the-Loop

Obiettivo: Capire il processo di sviluppo radio-in-the-loop. Usare RTL-SDRs e USRPs come piattaforme di sviluppo radio-in-the-loop.

  • Panoramica del processo radio-in-the-loop
  • Supporto MathWorks all'hardware di communicazione (RTL-SDR, USRP, Zynq-Based Radio)
  • Confronto delle alternative hardware (tabella vantaggi/svantaggi)
  • Diversi modi trasmissione e ricezione RIL (single burst, looped, streamed)
  • Costruire un sistema di comunicazione multi-portante singola-antenna end-to-end using a USRP
  • Dimostrazione di un sistema OFDM-MIMO 2x2 over-the-air usando USRPs

Livello: Intermedio

Prerequisiti:

Durata: 2 giorni

Lingue: English