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

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

Huawei

“MATLAB e Simulink offrono una piattaforma di sviluppo di sistemi unificata ed efficiente per il collegamento tra analogico e digitale, software e hardware e algoritmo, implementazione e verifica.“

Erni Zhu, Huawei

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

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