Desarrollo de las tecnologías inalámbricas 5G
Los equipos líderes de ingeniería inalámbrica utilizan MATLAB® y Simulink® para desarrollar las nuevas tecnologías de acceso por radio 5G, incluidas arquitecturas de capa física flexibles, arrays de antenas MIMO masivos y transceptores de RF altamente integrados. Utilizan MATLAB para:
- Crear y optimizar el protocolo IP para los productos 5G
- Simular el impacto que tienen las elecciones de diseño de algoritmos, RF y antenas sobre el rendimiento de los sistemas
- Garantizar que los diseños son conformes a estándares
- Comprobar el comportamiento de los diseños con prototipos de hardware y pruebas “por el aire”
- Compartir modelos y código entre los equipos de desarrollo
Uso de MATLAB para diseño de comunicaciones inalámbricas
Cómo MATLAB y Simulink aceleran las tareas de desarrollo de tecnologías 5G
Simulación de enlaces de extremo a extremo
Desarrolle y optimice su diseño de capa física 5G mediante modelos conformes a estándares. Evalúe el impacto de las elecciones de diseño de algoritmos y arrays, deficiencias de RF y canales de propagación por debajo de 6 GHz y de mmWave.
Figura 1. Evalúe el impacto sobre el rendimiento del diseño de algoritmos 5G mediante la simulación de extremo a extremo del enlace ascendente o descendente.
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Generación de formas de onda conformes al estándar 5G y realización de pruebas
Genere formas de onda conformes al estándar 5G y automatice la realización de pruebas de simulaciones y transmisiones “por el aire”. Utilice instrumentos de RF y hardware de radio definido por software para transmitir formas de onda 5G y capturar señales de RF en vivo. Analice y visualice los resultados de las pruebas de simulación, laboratorio y campo.
Figura 2. Visualización de tiempo-frecuencia de una forma de onda de enlace descendente conforme al estándar 5G.
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Ingeniería de sistemas de RF para mmWave y MIMO masivo
El funcionamiento de la tecnología 5G a frecuencias de mmWave requiere nuevas arquitecturas de radio híbridas para superar las abundantes pérdidas de propagación y deficiencias de los canales. Utilice MATLAB y Simulink para modelar y simular conjuntamente los subsistemas digital, de RF y de antena, incluidos amplificadores de potencia de banda ancha, arrays de antenas MIMO masivos y algoritmos adaptativos. La simulación multidominio permite una validación de diseños más exhaustiva antes de la realización de pruebas en el laboratorio de hardware o pruebas de campo. Los ingenieros de componentes pueden compartir modelos y colaborar con más facilidad por medio de una sola herramienta.
Figura 3. Patrón de haces para un array de antenas MIMO masivo.
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- Modelado de amplificadores de potencia y diseño de DPD con MATLAB (3:15) - Video
- MIMO masivo y conformación del haz híbrida - Ejemplo
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- Diseño de beamforming 5G (38:29) - Video
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Diseño basado en modelos para creación de prototipos y verificación
Utilizar el diseño basado en modelos con MATLAB y Simulink permite que el modelado de sistemas y los flujos de trabajo de desarrollo aceleren la implementación de hardware y software 5G. Puede realizar cambios de diseño en un nivel elevado y generar automáticamente código y bancos de pruebas.
El diseño basado en modelos le permite experimentar con distintas arquitecturas y algoritmos, ajustar iterativamente los parámetros, predecir el rendimiento del hardware y automatizar la creación de prototipos en equipos SDR y otros hardware FPGA o SoC.
Figura 4. Diseño basado en modelos para desarrollo de sistemas 5G con MATLAB and Simulink.
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- Búsqueda de celdas de 5G NR HDL y aplicación de referencia de recuperación de MIB (7:15)
- Cómo generar una forma de onda 5G para la verificación de SystemVerilog mediante 5G Toolbox (5:45)
- Despliegue de comunicaciones inalámbricas 5G NR en FPGA: un flujo de trabajo completo de MATLAB y Simulink - White Paper
- Evolución del diseño de sistemas de infraestructura inalámbrica: del 3G al 5G y más allá - White Paper
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¿Cómo están desarrollando estas tecnologías los clientes de MathWorks?
Qualcomm
“Utilizamos modelos de MATLAB para optimizar y verificar el extremo de RF para 5G en todas las fases del desarrollo.”
Sean Lynch, Qualcomm UK Ltd.
Nokia
“Trabajar con MathWorks ha permitido a Nokia establecer el diseño basado en modelos, lo cual aporta flexibilidad, visibilidad y capacidad de reacción en todo el flujo de diseño de DFE 5G al permitir una mayor comprensión de las opciones, una ejecución más rápida y mejoras de calidad.”
Sami Repo, Nokia
Convida Wireless
“MATLAB nos permitió crear fácilmente prototipos de las características 5G porque pudimos comenzar con funciones de transmisor validadas, personalizarlas con nuestras propias mejoras y crear rápidamente un prototipo para simulación."
Allan Yingming Tsai, Convida Wireless
Lekha Wireless
“Con MATLAB y 5G Toolbox podemos realizar la verificación funcional en el nivel de unidad y la validación del rendimiento de nuestras cadenas de señales mucho antes de las pruebas de RF. Cuando los ingenieros integran sus módulos, sabemos que están completamente listos antes de realizar las pruebas de extremo a extremo."
Gurucharan Acharya, Lekha Wireless Solutions
Más información sobre el desarrollo de tecnologías 5G
- ¿Qué es 5G Toolbox? (2:46)
- ¿Qué es LTE Toolbox? (2:28)
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- Modelado de amplificadores de potencia y diseño de DPD con MATLAB (3:15)
- Spatial Multiplexing y conformación del haz híbrida para comunicaciones inalámbricas 5G (28:35)
- Modelado de amplificadores de potencia de RF y aumento de la linealidad de transmisores inalámbricos con DPD mediante MATLAB (25:11)
