${message}

Данный рабочий процесс направлен на вхождение в проектирование систем связи 5го поколения, в нем рассматриваются основные сценарии применения инструменатария 5

5G Toolbox™  предоставляет инжинеру в точности соответствующие стандарту функции и опорные проекты для осуществления моделирования, симуляции, и верификации телекоммуникационных систем стандарта 5го поколения of.  Данный toolbox поддерживает симуляцию физического уровня в полном соответствии со стандартом, содержит опорные проекты для изучения особенностей функционирования телекоммуникационных систем данного стандарта и верификации параметров разработанного Вами оборудования, а также генерацию эталонных сигнальных конструкций.

С использованием данного инструментария Вы можете конфигурировать, симулировать, измерять параметры линии связи между UE и eNode B.  вы можете модифицировать или изменять по своему усмотрению функции 5G Toolbox™ или использовать их как эталонные модели устройств и систем стандарта 5G.  

5G Toolbox™ предоставляет несколько опорных проектов для помощи инженеру в изучении спецификаций данного стандарта, оценки производительности и особенностей сигнально-кодовых конструкций системы связи. Вы можете использовать синтезированные сигнальные отсчеты для передачи их в измерительное оборудование и генерации физических сигналов для тестирования оборудования, а также производить быстрое прототипирование при помощи встроенных средств автоматической генерации кода.

Запрос консультации

Анализ ключевых моментов стандарта

В современном мире ничто не стоит на месте, в том числе и развитие систем и сетей радиодоступа, рассмотрим предпосылки и причины, которые привели к необходимости проведения исследований и разработке нового стандарта мобильного радиодоступа так окончательно и не завершив внедрение LTE.

Во-первых, внедрение в широкий обиход новых стандартов разложения видеоданных, таких как 4K UHDTV и 8K UHDTV, 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 устройств IoT (Internet of Things). В результате требование к количеству абонентов одновременного обслуживания, 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 (Vehicle to Vehicle) взаимодействия или других критических применений, например, медицинского.

Перечисленные факторы привели к необходимости реализации в стандарте связи пятого поколения следующих сценариев сетевого взаимодействия: eMBB (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. д.

Программный пакет MATLAB неуклонно следует за передовыми технологиями и уже спустя два месяца появился 5G ToolBox. Рассмотрим основные подходы к использованию данного инструментария, которые применялись такими компаниями как Nokia, Qualcomm и Huawei.

Сквозная симуляция с построением системной модели

Этот сценарий позволяет строить полностью идентичные данному стандарту системные модели устройств, реализующих физический уровень взаимодействия стандарта 5G New Radio. Модель включает в себя канал связи между базовой станцией и пользовательским устройством, полнофункциональную имитационную модель приемного и формирующего оборудования.

Применение системного моделирования позволяет провести как оценку характеристик отдельно-взятых решений: алгоритмов, кодеков, систем синхронизации так и оценку пропускной способности системы в целом. Более того, в процессе поиска решений, наиболее соответствующих поставленным перед проектом требованиям, системное моделирование позволяет оценить влияние того или иного параметра на систему в целом, что позволяет сократить время на проектирование.

Стоит также обратить внимание на возможность расчета и внедрения в системную модель элементов позволяющих сымитировать технологию Massive MIMO, которая заложена в стандарт связи пятого поколения. Для этого необходимо будет применить инструментарий RF Toolbox и Antenna Toolbox, который полностью поддерживает требования стандарта 5G.


Для того чтобы оценить все преимущества модельно ориентированного проектирования в области разработки систем связи вы можете ознакомиться с рабочим процессом «Разработка систем связи».

Приведенный сценарий использования инструментария был использован инженерами Nokia при разработке базовой станции мобильной связи 5-го поколения. 

«Данный подход привнес гибкость, наглядность и возможность оценивать и реагировать на малейшие изменения во всем процессе разработки DFE (digital front end) систем стандарта 5G. Nokia находит данный подход и концепцию модельно-ориентированного проектирования в целом исключительно эффективной в задачах разработки DFE функций таких как: канальная фильтрация, преобразование частоты, цифровое предыскажение, управление усилением, объединение и демультиплексирование поднесущих, которые позволяют компенсировать искажение вносимые в сигнал при его прохождение через радиоканал со сложной структурой.» Sami Repo, Nokia.

Генерация сигналов и Оборудование в петле (HIL)

5G Toolbox поддерживает формирование сигналов, соответствующих физическому уровню стандарта 5G New Radio, полноценный инструментарий для автоматического тестирования и симуляции прохождения данных сигналов через радиоканалы TDL и TCL. Кроме того, с использованием функций данного Toolbox’a можно производить прием и обработку реальных сигналов стандарта 5G New Radio, захваченных при помощи различных SDR платформ, которые поддерживаются средой MATLAB.

Помимо SDR платформ программный пакет MATLAB имеет возможность интеграции с различным измерительным оборудованием, что позволяет организовать тестирование работы разрабатываемого устройства внутри Simulink модели. В частности, на него будет передаваться сигнал 5G New Radio сформированный при помощи соответствующих функций 5G Toolbox и подвергнуты воздействию имитационного TDL/TCL радиоканала.

При проектировании оборудования стандарта 5G данный сценарий применила компания Huawei.

В ходе разработки оборудования инженеры компании Huawei соединили в программно-аппаратный комплекс радиочастотный генератор, способный формировать сигналы заданной формы и анализатор сигналов, который захватывал сигнал на выходе тестируемого устройства с заданной частотой дискретизации. Непосредственно формирование сигнала 5G New Radio, имитация воздействия радиоканала и обработка принятого сигнала производились в среде MATLAB.

«Компания Huawei в сотрудничестве с MathWorks провела разработку подсистем промежуточной частоты и радиочастоты для базовой станции стандарта беспроводной связи 5G, которая обладает высокой пропускной способностью, большой скоростью, низкой задержкой обработки сигнала и высокой энергетической эффективностью. 

Среда MATLAB® and Simulink® помогла компании Huawei в задачах разработки и верификации включая моделирование и анализ гибридных аналого-цифровых систем, ускорении разработки алгоритмов путем применения автоматической генерации и верификации HDL кода. Компании удалось сократить время разработки благодаря применению концепции ранней верификации разрабатываемого устройства.» Erni Zhu, Huawei.

Быстрое прототипирование узлов и систем устройств, поддерживающих требования стандарта 5G

Данный сценарий использования 5G Toolbox и программного пакета MATLAB Simulink в целом предполагает задействование предыдущих сценариев, что обеспечивает максимально быстрый выход разрабатываемого устройства на коммерческий рынок. Применение модельно-ориентированного подхода позволяет не только дать предварительную оценку влияния нововведений или изменений на систему в целом, но и максимально ускорить их внедрение в продукт. Это достигается за счет того, что изменения, внесенные на высоком уровне системной модели, проходят предварительную верификацию уже на данной стадии стадии, т. к. системное моделирование позволяет провести оценку их влияния. Непосредственно в прототип они вносятся за счет использования утилит автоматической генерации кода. Более данный подход позволяет автоматически сгенерировать тестовое окружение для разрабатываемой системы, что ускоряет процесс интеграционного тестирования и снижает количество ошибок, допускаемых в процессе перехода к натурным / полунатурным испытаниям.


«Команда Qualcomm RF Systems применила MATLAB® для построения полнофункциональной модели систем приема и передачи сигнала в цифровом тракте с применением блоков с фиксированной точкой и максимально приближенной к реальному устройству модели радиочастотного усилителя. Они применяли моделирование и симуляцию для предварительной оценки и предсказания основных параметров производительности устройства и автоматического тестирования с использованием различных сигнальных комбинаций частотно-временной сетки физического уровня 5G New Radio. Команда разработчиков использовала автоматическую генерацию C-кода для создания библиотек обработки сигналов данного стандарта.» Sean Lynch, Qualcomm UK Ltd.


Задать вопрос

*
Настоящим в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя данную форму, вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных . Мы, ООО ЦИТМ "Экспонента" и аффилированные к нему лица, гарантируем конфиденциальность получаемой нами информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и пр. в соответствии с «Политикой конфиденциальности персональных данных». * - обязательные поля