Введение в физический уровень 5G NR

5G Toolbox предоставляет полностью соответствующие спецификациям стандарта 3GPP функции и опорные проекты для моделирования, симуляции и верификации систем связи 5G. Данный toolbox поддерживает симуляцию подуровня радиолинии, опорные проекты для верификации и проверки соответствия ваших разработок стандарту, а также позволяет формировать сигналы и сигнально-кодовые конструкции стандарта 5G.

При помощи данного инструментария вы можете конфигурировать, проводить измерения, анализ и сквозную симуляцию восходящего и нисходящего канала радиолинии стандарта 5G New Radio. Все функции и опорные проекты 5G Toolbox являются открытыми и могут быть модифицированы под ваши задачи, в том числе использоваться для генерации кода и встраивания в оборудование.

Опорные проекты, представленные в 5G Toolbox, помогают разобраться в особенностях спецификаций физического уровня 5G NR, а также позволяют оценить влияние различных искажающих воздействий, например интерференции, на качество работы системы связи. Используя функции данного инструментария, вы можете формировать сигнально-кодовые конструкции физического уровня 5G NR для верификации и анализа работы прототипов и узлов систем связи.

Введение в физический уровень 5G NR

Формирование сигнально-кодовых конструкций

Формирование несущего сигнала нисходящей линии 5G NR
Формирование несущего сигнала нисходящей линии 5G NR

При помощи 5G Toolbox формируйте сигнально-кодовые конструкции полностью соответствующие 3GPP 5G NR Rel. 15. Используйте сформированные сигналы как эталонные образцы и передавайте их в радиоэфир при помощи управляемых генераторов интегрированных с MATLAB.

Разнесение поднесущих и временные слоты в New Radio

Формируйте 5G NR uplink и downlink несущие сигналы, построенные на гибкой архитектуре разнесения поднесущих и временных слотов данного стандарта, включая формирование CBP.

Приложение Wireless Waveform Generator

Генерируйте 5G NR тестовые модели (NR-TM) и сигнально-кодовые конструкции NR восходящего и нисходящего фиксированного опорного канала (FRC). Добавляйте радиочастотные искажения, такие как AWGN, смещение фазы, отстройка частоты, смещение постоянной составляющей, разбаланс квадратур и кубическая нелинейность без памяти. Визуализируйте сигналы на сигнальном созвездии, анализаторе спектра, сетке OFDM и временных графиках.

Формирование несущего сигнала нисходящей линии 5G NR Формирование несущего сигнала нисходящей линии 5G NR

Модели каналов распространения

Измерение параметров PDSCH
Измерение параметров PDSCH
Измерение параметров PDSCH Измерение параметров PDSCH

Выполняйте симуляцию частоты блочных ошибок (BLER) с использованием моделей каналов распространения TR 38.901. Характеризуйте и моделируйте модели каналов кластерной линии задержки (CDL) и перехваченной линии задержки (TDL).

Тестирование пропускной способности

Характеризуйте производительность на уровне канала 5G NR и измеряйте пропускную способность физического общего канала нисходящей линии связи (PDSCH) и физического общего канала восходящей линии связи (PUSCH).

Прием сигналов

Выполняйте оценку и выравнивание канала для принятых сигналов 5G NR.


Тестирование и измерения радиолинии

Производительность EVM радиочастотного передатчика 5G NR
Производительность EVM радиочастотного передатчика 5G NR

Стройте тестовые модели и характеризуйте производительность передатчика и приемника.

Радиочастотное моделирование и тестирование

Оценивайте производительность радиочастотных передатчиков 5G. Моделируйте и тестируйте радиочастотные приемники NR при наличии помех.

Измерения радиолинии

Характеризуйте производительность радиочастотной линии связи. Измеряйте показатели коэффициента утечки по смежному каналу (ACLR) и величины вектора ошибок (EVM).



Производительность EVM радиочастотного передатчика 5G NR Производительность EVM радиочастотного передатчика 5G NR

Каналы и сигналы нисходящей и восходящей линий связи

Симулируйте обработку нисходящей и восходящей линий связи 5G NR. Настраивайте и формируйте физические сигналы и каналы.

Каналы нисходящей и восходящей линий связи

Создавайте физические каналы нисходящей и восходящей линий связи, включая общие (PDSCH и PUSCH), управляющие (PDCCH и PUCCH), каналы произвольного доступа (PRACH) и широковещательные (PBCH) каналы.

Сигналы нисходящей и восходящей линий связи

Формируйте сигналы синхронизации (PSS, SSS) и опорные сигналы информации о состоянии канала (CSI-RS), демодуляции (DM-RS), отслеживания фазы (PT-RS) и зондирования (SRS).

Управляющая информация и транспортные каналы

Полярное кодирование 5G NR
Полярное кодирование 5G NR

Конфигурируйте и формируйте транспортные каналы нисходящей линии связи (широковещательный BCH и канал данных DL-SCH) и управляющую информацию восходящей и нисходящей линий связи (UCI, DCI).

Контрольная информация

Симулируйте управляющую информацию восходящей и нисходящей линий связи (UCI, DCI) и множества управляющих ресурсов (CORESETs).

Транспортные каналы

Используйте кодирование с низкой плотностью проверки на четность (LDPC) для кодирования и декодирования транспортных каналов, включая общие каналы восходящей и нисходящей линий связи (UL-SCH и DL-SCH).

Полярное кодирование 5G NR Полярное кодирование 5G NR

Модели каналов распространения радиоволн

Импульсная характеристика CDL канала
Импульсная характеристика CDL канала
Импульсная характеристика CDL канала Импульсная характеристика CDL канала

Проводите оценку блоковой вероятности ошибки BLER с использованием точной модели канала распространения 5G NR TR 38.901.

Модель канала CDL

Моделируйте распространение сигнала в канале с кластерной задержкой.

Модель канала TDL

Моделируйте распространение сигнала в канале TDL.

Процедура поиска соты

Процедура синхронизации в 5G NR
Процедура синхронизации в 5G NR

Моделируйте процедуры поиска и выбора соты для получения начальной информации о системе, включая блок MIB.

Синхронизация

Формируйте сигнально-кодовые конструкции, содержащую синхропосылки (SS burst), передавайте сигналы через канал с замиранием и выполняйте слепую синхронизацию для для восстановления переданной информации.

Процедуры выбора и декодирование MIB

Декодируйте блок MIB. Моделируйте тест соответствия пропущенного обнаружения физического канала произвольного доступа (PRACH).

Процедура синхронизации в 5G NR Процедура синхронизации в 5G NR

Моделирование на системном уровне

NR PUSCH MAC-расписание
NR PUSCH MAC-расписание
NR PUSCH MAC-расписание NR PUSCH MAC-расписание

Симулируйте совместное использование частотно-временных ресурсов между несколькими пользовательскими устройствами в сети 5G NR.

Планирование

Оценивайте производительность стратегий планирования управления доступом к среде (MAC) в режимах дуплексирования как с временным разделением (TDD), так и с частотным разделением (FDD).


Открытые алгоритмы

Открытые функции с возможностью внесения изменений
Открытые функции с возможностью внесения изменений

Применяйте открытые алгоритмы 5G Toolbox для использования в собственных разработках или как эталонные модели. Используйте средства MATLAB для генерации C кода из MATLAB алгоритмов и функций.

Открытый MATLAB код

Используйте предоставленные наборы функций, описывающие работу передатчика и приемника, модель канала связи для собственных разработок и верификации.

Генерация C++ и C кода

Генерируйте C код из MATLAB функций для ускорения симуляции или для переноса алгоритмов, реализованных на языке MATLAB, на целевые платформы.

Открытые функции с возможностью внесения изменений Открытые функции с возможностью внесения изменений

Новые возможности

  • Формирование сигналов восходящей линии связи 5G NR
  • Сквозная симуляция восходящей линии связи 5G NR PUSCH
  • Поддержка UCI и UL-SCH
  • Физические каналы PUSCР и PUCCH