Sviluppo della tecnologia wireless 5G

Perché usare MATLAB e Simulink per il 5G?

I principali team di progettisti di sistemi wireless utilizzano MATLAB® e Simulink® per sviluppare nuove tecnologie di accesso radio 5G, comprese architetture flessibili del layer fisico, array di antenne MIMO massivo e ricetrasmettitori in RF altamente integrati. Questi team usano MATLAB per:

  • Creare e ottimizzare l’IP per i prodotti 5G
  • Simulare l’impatto delle scelte progettuali dell’antenna, della RF e dell’algoritmo sulle prestazioni del sistema
  • Garantire che i progetti siano conformi agli standard
  • Verificare il comportamento dei progetti con prototipi hardware e test over-the-air
  • Condividere modelli e codice tra i team di sviluppo

Utilizzare MATLAB per la progettazione di sistemi wireless

Come MATLAB e Simulink accelerano le attività di sviluppo del 5G

Simulazione link end-to-end

Sviluppa e ottimizza la progettazione del tuo layer fisico 5G utilizzando modelli conformi agli standard. Valuta l’impatto delle scelte progettuali dell’array e dell’algoritmo, i disturbi della RF e i canali di propagazione sotto i 6 GHz e mmWave.

Figura 1. Valuta l'impatto sulle prestazioni della progettazione di algoritmi 5G con la simulazione end-to-end in uplink o downlink.

Generazione e test di forme d’onda conformi allo standard 5G

Genera forme d’onda conformi allo standard 5G e automatizza il test delle simulazioni e delle trasmissioni via etere. Utilizza strumenti RF e hardware software-defined radio per trasmettere forme d’onda 5G e acquisire segnali RF live. Analizza e visualizza i risultati di simulazione, laboratorio e test sul campo.

Figura 2. Visualizzazione tempo-frequenza di una forma d’onda in downlink conforme allo standard 5G.

Ingegneria di sistemi RF per mmWave e MIMO massivo

Il funzionamento del 5G alle frequenze mmWave richiede nuove architetture radio ibride per evitare maggiori perdite di propagazione e disturbi sul canale. Utilizza MATLAB e Simulink per modellare e simulare congiuntamente sottosistemi digitali, RF e di antenne, inclusi amplificatori di potenza a banda larga, array di antenne MIMO massivo e algoritmi adattivi. La simulazione multidominio consente una convalida del progetto più approfondita prima di effettuare test nel laboratorio hardware o prove sul campo. I progettisti di componenti possono condividere modelli e collaborare più facilmente utilizzando un unico strumento.

Figura 3. Pattern del fascio per un array di antenne MIMO massivo.

Progettazione model-based per la prototipazione e la verifica

Utilizzando la progettazione model-based con MATLAB e Simulink è possibile accelerare l’implementazione di hardware e software 5G nei flussi di lavoro di modellazione e sviluppo di sistemi. Puoi apportare modifiche al progetto a un livello elevato e generare automaticamente codice e banchi di prova.

La progettazione model-based consente di sperimentare diverse architetture e algoritmi, modificare in modo iterativo i parametri, prevedere le prestazioni dell’hardware e automatizzare la prototipazione su SDR e altri hardware FPGA o SoC.

Figura 4. Progettazione model-based per lo sviluppo di sistemi 5G con MATLAB e Simulink.

In che modo i clienti MathWorks sviluppano queste tecnologie?

Qualcomm

“Utilizziamo i modelli MATLAB per ottimizzare e verificare il front end in RF 5G durante tutte le fasi dello sviluppo.“

Sean Lynch, Qualcomm UK Ltd.

Nokia

"Lavorare con MathWorks ha permesso a Nokia di adottare la progettazione model-based, che offre flessibilità, visibilità e capacità di reazione durante  tutto il flusso di progettazione DFE 5G fornendo una maggiore comprensione delle opzioni, un’esecuzione più veloce e notevoli miglioramenti alla qualità".
Sami Repo, Nokia

Convida Wireless

“MATLAB ci ha consentito di prototipare funzioni 5G con facilità dal momento che abbiamo potuto iniziare dalle funzioni del trasmettitore convalidate, personalizzarle con i nostri miglioramenti e produrre rapidamente un prototipo per la simulazione.”

Allan Yingming Tsai, Convida Wireless

Lekha Wireless

“Con MATLAB e 5G Toolbox è possibile eseguire la verifica funzionale unitaria e la convalida delle prestazioni delle catene di segnali prima ancora di eseguire i test RF. Quando gli ingegneri effettuano la consegna al ramo di integrazione, sappiamo che i moduli sono pienamente qualificati prima di eseguire i test end-to-end.”

Gurucharan Acharya, Lekha Wireless Solutions

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