5G Toolbox

Simulieren, Analysieren und Testen von 5G-Kommunikationssystemen

 

Die 5G Toolbox™ bietet standardkonforme Funktionen und Referenzbeispiele für die Modellierung, die Simulation und die Verifikation von Kommunikationssystemen mit 5G New Radio (NR). Die Toolbox unterstützt die Simulation auf Verbindungsebene, die Verifikation anhand der „goldenen Referenz“, Konformitätstests und das Generieren von Wellenformen für Tests.

Mit der Toolbox können Sie End-to-End-Kommunikationsverbindungen von 5G NR konfigurieren, simulieren, messen und analysieren. Sie können die Funktionen der Toolbox verändern oder anpassen und sie als Referenzmodelle für die Implementierung von 5G-Systemen und -Geräten verwenden.

Die Toolbox bietet Funktionen und Referenzbeispiele, mit denen Sie Uplink- und Downlink-Basisband-Spezifikationen charakterisieren und die Auswirkungen von HF-Designs und Interferenzquellen auf die Systemleistung simulieren können. Sie können Wellenformen generieren und Testbenches anpassen, und zwar entweder programmatisch oder interaktiv mit der Wireless Waveform Generator-App. Mit diesen Wellenformen können Sie überprüfen, ob Ihre Designs, Prototypen und Implementierungen den 3GPP-Spezfikationen für 5G NR entsprechen.

Erste Schritte:

Generierung von Wellenformen

Generieren Sie standardkonforme Wellenformen für 3GPP 5G NR Release 15. Verwenden Sie Ihre generierten Wellenformen als „goldene Referenz“ für Ihr 5G-Design.

NR-Sub-Träger und -Numerologie

Generieren Sie 5G-NR-Uplink- und Downlink-Carrier-Wellenformen anhand flexibler NR-Subcarrier-Abstände und Frame-Numerologien einschließlich der Carrier-Bandbreitenanteile (CBP).

Generierung von Downlink-Träger-Wellenformen.

Wireless Waveform Generator-App

Generieren Sie 5G-NR-Testmodelle (NR-TM) und NR-Uplink- und Downlink-Wellenformen mit festem Referenzkanal (FRC). Fügen Sie HF-Störungen wie AWGN, Phasenversatz, Frequenzversatz, Gleichstromversatz, I/Q-Unsymmetrie und gedächtnislose kubische Nichtlinearität hinzu. Visualisieren Sie Ihre Arbeit in Konstellationsdiagramm-, Spektrumanalysator-, OFDM-Gitter- und Time-Scope-Darstellungen.

Generierung von Testmodellen mit der Wireless Waveform Generator-App.

Simulation auf Verbindungsebene

Führen Sie Simulationen auf Verbindungsebene für 5G NR Release 15 durch. Führen Sie Sender-, Kanalmodellierungs- und Empfängeroperationen durch. Analysieren Sie die Verbindungsleistung, indem Sie Metriken für die Blockfehlerrate (BLER) und den Durchsatz berechnen.

Übertragungskanalmodelle

Führen Sie Simulationen der Blockfehlerrate (BLER) mit Übertragungskanalmodellen aus TR 38.901 durch. Charakterisieren und simulieren Sie Kanalmodelle für CDL (Cluster Delay Line) und TDL (Tapped Delay Line).

Pfadverstärkungen im CDL-Kanalmodell.

Durchsatztests

Charakterisieren Sie die Leistung auf 5G NR-Verbindungsebene und messen Sie den Durchsatz von PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) und PUSCH (Physical Uplink Shared Channel).

NR-PDSCH-Durchsatz.

Tests und Messungen

Erstellen Sie Testmodelle, und charakterisieren Sie die Sender- und Empfängerleistung.

EVM-Leistung eines 5G-NR-HF-Senders.

Verbindungsmessungen

Charakterisieren Sie die Leistung von HF-Verbindungen. Messen Sie Metriken für das Nachbarkanal-Leckverhältnis (ACLR) und die Error Vector Magnitude (EVM).

ACLR-Messung für 5G-NR-Testmodelle.

Downlink- und Uplink-Kanäle und -Signale

Simulieren Sie die 5G-NR-Downlink- und Uplink-Verarbeitung. Konfigurieren und generieren Sie physikalische Signale und Kanäle.

Downlink- und Uplink-Kanäle

Erstellen Sie physikalische Downlink- und Uplink-Kanäle einschließlich mehrfach genutzter Kanäle (PDSCH und PUSCH), Steuerungskanäle (PDCCH und PUCCH), Random-Access-Kanäle (PRACH) und Broadcast-Kanäle (PBCH).

PUSCH- und PUCCH-Kanäle.

Steuerungsinformationen und Transportkanäle

Konfigurieren und generieren Sie Downlink-Transportkanäle (BCH, DL-SCH) sowie Steuerungsinformationen für Uplinks und Downlinks (UCI, DCI).

Transportkanäle

Verwenden Sie die LDPC-Codierung (Low-Density Parity-Check), um Transportkanäle zu codieren und zu decodieren, einschließlich mehrfach genutzter Uplink- und Downlink-Kanäle (UL-SCH und DL-SCH).

Polar Coding für 5G NR.

Verfahren für die Zellensuche

Führen Sie Zellensuch- und -auswahlverfahren durch, um anfängliche Systeminformationen zu erhalten, einschließlich des Master Information Block (MIB).

Synchronisation

Konstruieren Sie eine Wellenform, die einen Burst von Synchronisationssignalen (SS) enthält, senden Sie Wellenformen durch einen Fading-Kanal, und synchronisieren Sie blind, um die Wellenformen zu empfangen.

NR-Synchronisationsverfahren.

Auswahlverfahren und MIB-Decodierung

Decodieren Sie den Master Information Block (MIB). Modellieren Sie den Konformitätstest auf fehlende Erkennung für den Physical Random Access Channel (PRACH).

BCH-Decodierung und MIB-Parsing.

Simulation auf Systemebene

Simulieren Sie die gemeinsame Nutzung von Frequenz-Zeit-Ressourcen durch mehrere Benutzergeräte in einem 5G-NR-Netz.

Scheduling

Bewerten Sie die Leistung von MAC-Scheduling-Strategien (Medium Access Control) im TDD-Modus (Time-Division Duplexing) und im FDD-Modus (Frequency-Division Duplexing).

NR-PUSCH-MAC-Scheduling.

Offene, anpassbare Algorithmen

Verwenden Sie anpassbare und bearbeitbare 5G-NR-Algorithmen als „goldene Referenzen“ für die Entwurfsverifikation. Generieren Sie C-Code aus offenen MATLAB-Algorithmen mit MATLAB Coder.

Offener MATLAB-Code

Verwenden Sie Sender-, Kanalmodell- und Empfängeroperationen, die als offener und anpassbarer MATLAB®-Code formuliert sind.

Offener und anpassbarer MATLAB-Code.

C und C++ Codegenerierung

Generieren Sie portablen C oder C++ Quellcode, eigenständig ausführbare Dateien oder eigenständige Anwendungen aus Ihren MATLAB-Anwendungen, die die 5G Toolbox verwenden.

C/C++ Codegenerierung.

Neue Funktionen

5G-Unterstützung in der Wireless Waveform Generator-App

Erzeugen von NR-TM sowie Uplink/Downlink von FRC-Wellenformen mit der Wireless Waveform Generator-App

Unterstützung von DM-RS- und PT-RS-Signalen

Modellieren von Demodulations-Referenzsignalen (DM-RS) und phasenverfolgender Referenzsignale (PT-RS) zwecks Kanalschätzung und Phasenverfolgung

Unterstützung von SRS-Signalen

Modellieren von Sounding-Referenzsignalen (SRS) zwecks Uplink-Kanalsounding

Unterstützung physikalischer PRACH-Kanäle

Modellieren von Physical Random Access Channel (PRACH) für anfänglichen Systemzugriff

Deep-Learning-Datensynthese zwecks 5G-Kanalschätzung

Erzeugung von Deep-Learning-Trainingsdaten für neuronale Faltungsnetzwerke (CNN), die in der 5G-Kanalschätzung genutzt werden

In den Versionshinweisen finden Sie Einzelheiten zu jedem dieser Merkmale und den entsprechenden Funktionen.

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