5G 无线技术开发

为什么使用 MATLAB 和 Simulink 开发 5G?

一流的无线工程团队使用 MATLAB® 和 Simulink® 开发新的 5G 无线接入技术,包括灵活的物理层架构、大规模 MIMO 天线阵列和高度集成的射频收发器。他们使用 MATLAB:

  • 创建并优化适合 5G 产品的 IP
  • 仿真算法、射频和天线设计选择对系统性能的影响
  • 确保设计符合标准
  • 结合硬件原型和空中实测验证设计行为
  • 在开发团队间共享模型和代码

使用 MATLAB 进行无线设计

MATLAB 和 Simulink 如何加速 5G 开发任务

端到端链路仿真

使用符合标准的模型开发和优化 5G 物理层设计。评估算法和阵列设计的选择、RF 损失以及 sub-6GHz 和毫米波传播信道的影响。

图 1:通过端到端上行链路或下行链路仿真评估 5G 算法设计的性能影响。

5G 兼容波形生成和测试

生成 5G 兼容波形并自动测试仿真和无线信号传输。使用射频仪器和软件无线电硬件,发射 5G 波形并采集实时射频信号。分析和可视化设计仿真、实验室和现场测试结果。 

图 2:5G 兼容下行链路波形的时频可视化。

毫米波 和大规模 MIMO 的射频系统工程

毫米波频率的 5G 运营需要新的混合无线架构来克服更高的传输损耗和信道损失。使用 MATLAB 和 Simulink,联合对数字、射频和天线子系统进行建模和仿真,包括宽带功率放大器、大规模 MIMO 天线阵列和自适应算法。多域仿真能够在硬件实验室测试或现场试验之前实现更彻底的设计验证。元器件工程师能使用单个工具共享模型,更轻松地实现协作。  

图 3:大规模 MIMO 天线阵列的波束方向图。

基于模型设计的原型开发和验证

使用 MATLAB 和 Simulink 的基于模型设计,使系统建模和开发工作流程能够加速 5G 硬件和软件实现。您可以在高层级上进行设计变更,并自动生成代码和测试平台。

利用基于模型的设计,您能够使用不同的架构和算法进行试验,反复调整参数,预测硬件性能,在 SDR 和其他 FPGA 或 SoC 硬件上自动建立原型。

图 4:利用 MATLAB 和 Simulink 进行基于模型的设计,实现 5G 系统开发。

MathWorks 客户如何开发这些技术?

Qualcomm

“我们使用 MATLAB 模型在开发的所有阶段优化和验证 5G RF 前端。”

Sean Lynch, Qualcomm UK Ltd.

Nokia

“与 MathWorks 合作使诺基亚能够建立基于模型的设计,通过加深对选项的认识、加快执行和质量改进,使整个 5G DFE 设计流程具有灵活、可视性和反应能力。”

Sami Repo, Nokia

Convida Wireless

“MATLAB 让我们很容易建立 5G 特性的原型,因为我们能从经过验证的发射器功能着手,通过我们自己的增强进行定制,迅速产生一个原型进行仿真。”

Allan Yingming Tsai, Convida Wireless

Lekha Wireless

“使用 MATLAB 和 5G Toolbox,我们可以在射频测试之前尽早对信号链进行单元级功能验证和性能确认。我们知道工程师交付给集成部门的模块是完全合格的,可以放心地执行端到端测试。”

Gurucharan Acharya, Lekha Wireless Solutions

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