5G Toolbox - MATLAB

5G Toolbox

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5G Toolbox

Simulieren, Analysieren und Testen von 5G- und 5G-Advanced-Kommunikationssystemen

Generierung und Analyse von Wellenformen

Generieren und analysieren Sie standardkonforme 5G-NR-Wellenformen. Mit den Apps „Wireless Waveform Generator“ und „Wireless Waveform Analyzer“ können Sie individuell konfigurierte Wellenformen, NR-Testmodelle und feste Referenzkanäle konfigurieren, generieren und analysieren.

Simulation auf Verbindungsebene

Simulieren Sie End-to-End-Verbindungen der drahtlosen 5G-NR-Kommunikation. Integrieren Sie Sender-, Kanalmodellierungs- und Empfängeroperationen. Wenden Sie Kanalmodelle für CDL (Cluster Delay Line) und TDL (Tapped Delay Line) an. Analysieren Sie die Leistung von terrestrischen und nicht terrestrischen (NTN) 5G-Netzverbindungen durch die Berechnung der Metriken Blockfehlerrate und Durchsatz.

Tests und Messungen

Werten Sie die Leistung von 5G-NR-HF-Sendern und -Empfängern aus. Charakterisieren Sie die Leistung von HF-Verbindungen. Messen Sie Metriken für das Nachbarkanal-Leckverhältnis (ACLR) und die Error Vector Magnitude (EVM). Generieren und analysieren Sie Fronthaul-Nachrichten der Steuer- und Benutzerebene (CU-Plane) für O-RAN-Konformitätstests.

MIMO und Beamforming

Verwenden Sie CSI-Feedback (Kanalzustandsinformationen), um Übertragungsparameter anzupassen, wie Coderaten, Modulation, Schichtenanzahl und MIMO-Vorcodierungsmatrix. Schätzen Sie die Uplink-Kanäle mithilfe von Klang-Referenzsignalen unter Ausnutzung der Kanalreziprozität in einem TDD-Szenario (Time-Division Duplexing) ab. Verwenden Sie CSI-Referenzsignale und wählen Sie den optimalen Sendestrahl auf Basis der vom Referenzsignal empfangenen Leistungsmessungen aus.

Funkwetter- und Kanalmodelle

Verwenden Sie CDL-, TDL-, NTN- und HST-Kanalmodelle in Ihren Simulationen. Konfigurieren Sie das CDL-Kanalmodell mit den Ergebnissen von Ray-Tracing-Analysen. Erkunden Sie Kanalinformationen, einschließlich Antennenelement, Elementmuster, Strahlenanzahl, Winkel, Verzögerungen, Dämpfungen und Clusterpfade.

Verfahren für die Zellensuche

Führen Sie eine Zellensuche und Auswahlverfahren aus, um anfängliche Systeminformation zu erhalten, darunter Master-Informationsblock (MBI) und erster Systeminformationsblock (SIB1). Modellieren Sie den physischen RACH (Random Access Channel). Verwenden Sie Synchronisierungssignalblöcke, um Strahl-Management-Verfahren auszuführen, die aus Beam-Sweeping, Messungen, Bestimmungen, Berichten und Wiederherstellung bestehen.

Simulation auf Systemebene

Simulieren Sie die gemeinsame Nutzung von Frequenz-Zeit-Ressourcen durch mehrere Benutzergeräte in einem 5G-NR-Netz. Bewerten Sie die Leistung von MAC-Scheduling-Strategien (Medium Access Control) im TDD-Modus (Time-Division Duplexing) und im FDD-Modus (Frequency-Division Duplexing).

KI für drahtlose Anwendungen

Wenden Sie KI bei drahtlosen Techniken an, um den 5G-NR-Betrieb zu optimieren. Verwenden Sie ein neuronales Autoencoder-Netz, um Downlink-CSI zu komprimieren. Trainieren Sie einen Reinforcement-Learning-Agenten in einem tiefen Q-Netz (DQN) in der Strahlauswahl. Trainieren Sie ein Convolutional Neural Network in der Kanalabschätzung.

6G Exploration Library

Verwenden Sie die 6G Exploration Library, um mögliche 6G-Wellenformen zu modellieren, zu simulieren und zu testen. Erkunden Sie Grundlagentechnologien für 6G wie KI und Machine Learning, HF-Komponentenmodellierung für höhere Frequenzen, integrierte Sensorik und Kommunikation (ISAC) sowie neu konfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS).

„Wir begannen mit einem Arbeitsbeispiel von MathWorks mit 5G-NR-Zellensuche und Wiederherstellung des Master-Informationsblocks und passten den Entwurf an die Kundenanforderungen an. So gelang es uns, unsere Arbeit einfacher zu gestalten und viel Zeit zu sparen.“