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MathWorks: 5G系統7大領域迎來設計福音

52RD.com 2016年11月29日 電子工程專輯            參與:9人 查看 我來說兩句
  

  不同于以往的通訊技術,即將到來的5G標準在頻帶(>>20Gbps)、延遲(< 10ms)、支持不同設備連接、與LTE/WLAN共存等方面都提出了新的要求。

  不同于以往的通訊技術,即將到來的5G標準在頻帶(>>20Gbps)、延遲(< 10ms)、支持不同設備連接、與LTE/WLAN共存等方面都提出了新的要求。在MathWorks產品市場經理趙志宏看來,毫米波(mmWave)頻段、多天線陣列(massive MIMO)、波束形成技術(Beamforming)、有源相控陣天線系統、新的發射波形(UFMC/FBMC/GFDM)、以及先進的RF/DSP協同設計等技術,都將會在未來5G通訊技術中扮演重要角色。隨之而來的,是設計工程師在基帶算法設計和射頻系統構架設計上面臨的新挑戰。

  趙志宏表示,5G無線通訊系統設計涉及到系統架構、DSP算法、軟件開發、數字電路硬件、混合信號硬件、射頻、天線設計等7種不同的技能。對設計工程師而言,這不但意味著他們需要掌握多個領域的技術,還意味著產品設計、開發、投放市場的周期縮短,在產品驗

  為了更好的幫助系統設計師解決這些問題,MathWorks在去年年初發布的R2015a版本中就做出了積極的努力,推出了從天線到數字的(antenna-to-bits)無線設計解決方案。該解決方案可以幫助無線和雷達系統工程師仿真集成多個天線、智能射頻設備和高級接收器算法的設計,新的軟件無線電(SDR)硬件支持允許通過LTE及其他波形進行無線測試。

  “相關工具箱產品的大量推出,說明MATLAB和Simulink工具的價值正在得到業界認可,我認為可以從以下四方面加以解讀。”趙志宏說。

  ●首先,MathWorks提供了一個端到端的、完整的無線傳輸系統算法開發、設計和分析平臺,這改變了過去只能針對某一個模塊進行分析的狀況,用戶可以把整個系統在軟件里搭建出來,并通過計算機進行仿真,從而對新功能有一個直觀的了解。以下圖為例,從最左邊的信號發生、信號分析,到調用符合LTE/WLAN標準的庫元件,再到在鏈路層將系統建立起來,設計師可以很容易的把一整套端到端的系統完全設計出來,并在Simulink和MATLAB里進行仿真,并將結果作為參考模型進行質量測試。

  ●其次是基帶數字信號處理、射頻電路和天線的聯合仿真,這樣無線通信算法工程師就可以在基帶算法仿真中加入器件非線性、射頻噪音等因素對射頻電路的影響。

  趙志宏列舉了上海貝爾采用MathWorks產品進行射頻—數字協同設計的成功案例。在設計LTE-A基站的功放電路時,上海貝爾在FPGA上原型預失真的算法中使用了這種設計方法,減少了硬件設計的迭代次數,而且90%算法可復用。

  ●第三是針對FPGA、ASIC或內嵌處理器的優化的HDL和C代碼產生,允許將仿真模型與真實的硬件相連接,把通過計算機仿真計算出來的波形發射出去。

  整個的工作流程可以用“基于模型的設計方法”理念來描述。也就是說,當工程師將算法模型搭建起來并通過仿真驗證之后,通過代碼產生功能就可以自動將建好的算法模型生成可以實現的硬件。這一過程中,由于工具自身的特點,可以保證系統自動生成的代碼與算法模型完全一致,而且還可以根據不同的硬件做不同的優化。

  如果將這一流程用于5G通訊系統設計,工程師就可以直接將MATLAB代碼用于基帶模型生成,然后通過Simulink模型加以實現,包括進一步的功能優化,例如定浮點數轉換、構架優化與復用等,其最大的特點在于模塊化、圖形化。在此基礎上,產生出的可讀、可優化、可移植的HDL代碼,將被直接用于FPGA、ASIC以及其它嵌入式處理器上。

  ●最后,則是支持其他測試設備廠商的信號產生和測量設備。目前,MATLAB可以通過USB、以太網等硬件接口直接與兩類硬件設備相連接。一類是以是德科技RF信號發生器、頻譜分析儀發射和接受儀器為代表的通用測試設備,另一類則是低成本的軟件無線電(SDR)設備。通過這些平臺,用戶可以將MATLAB、Simulink里產生出來的信號直接發射出去。

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1樓 52RD網友 183.245.*.* 發表于 2017-5-26 09:11 回復
阿達大蘇打撒斯的阿三打算
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