Разработка систем связи стандарта 5g с применением инструментария 5g toolbox программного пакета MATLAB
08 апреля 2019
В настоящее время многие ведущие производители оборудования для телекоммуникационных систем ведут активную разработку прототипов устройств, отвечающих требованиям стандарта 5G. Данный доклад посвящен обзору инструментария для исследования и прототипирования физического подуровня данного стандарта в среде MATLAB. В докладе через призму инструментария 5G Toolbox от MATLAB будут рассмотрены вопросы, касающиеся новых механизмов формирования радиосигналов, нововведений данного стандарта в области формирования частотно-временной ресурсной сетки, модели процедуры поиска соты и т.д.
Статья впервые была представлена на DSPA-2019 21-й Международной Конференции «Цифровая обработка сигналов и её применение».
Авторы: инж. Кисельников А.Е. инж. Усс М.О., инж., к.т.н. Шидловский Д.Ю. Центр инженерных технологий и моделирования «Экспонента», А.Л. Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова.
Первоначально следует рассмотреть предпосылки и причины, которые привели к необходимости проведения исследований и разработки нового стандарта для систем мобильного радиодоступа. Во-первых, внедрение в широкий обиход новых стандартов разложения (развертки) видеоданных, таких как 4K UHDTV и 8K UHDTV [1], а также VR-систем и множества других контентно-нагруженных сервисов, привели к необходимости обеспечить высокоскоростной радиодоступ, способный поддерживать одновременную работу множества абонентов. Второй причиной послужило резкое увеличение количества IoT (Internet of Things), в результате требование к количеству абонентов, одновременное обслуживание которых необходимо поддерживать в пределах одного сектора базовой станции, резко возросло. Третьей причиной послужило начало коммерческого внедрения различных автоматизированных и беспилотных систем, в том числе и автомобилей, что привело к необходимости заложить в новый стандарт возможность организации высоконадежного низкоскоростного канала связи с минимальной задержкой прохождения сообщения, в частности для организации V2V-взаимодействия (Vehicle to Vehicle) или других критических применений, например, медицинского.
Перечисленные факторы привели к необходимости реализации стандарта связи пятого поколения следующих сценариев сетевого взаимодействия: eMMB (Enhanced Mobile Broadband) – сценарий высокоскоростного взаимодействия для передачи 3D (трехмерного) контента, UHD-видеоконтента и других высоконагруженных применений; URLLC (Ultra-Reliable and Low-Latency Connection) – сценарий организации высоконадежного соединения с минимальной задержкой для V2V, V2I (Vehicle to Infrastructure) и других критических применений; mMTC (Massive Machine-Type Connections) – сценарий, предназначенный для обеспечения подключения большого количества низкоскоростных устройств (маяков, датчиков и т.п.).
В данном докладе основной акцент будет сделан на первый сценарий сетевого взаимодействия – eMMB; будут рассмотрены нововведения относительно предыдущего стандарта организации систем радиодоступа – LTE (Long-Term Evolution), позволившие многократно увеличить скорость передачи данных и энергетическую эффективность мобильной передачи информации, повысить спектральную эффективность и уменьшить задержку в линии радиосвязи. Помимо прочего будут рассмотрены особенности моделирования и прототипирования устройств, соответствующих стандарту связи пятого поколения в среде моделирования MATLAB с использованием инструментария 5G Toolbox.
Полностью скачать статью и презентацию к ней можно по ссылке ниже. Связанная работа "Разработка измерительных комплексов с использованием instruments control toolbox на базе программного пакета MATLAB".
