Grundlagen von 5G mit MATLAB

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Motivation und Anforderungen für 5G

Ziel: Einführung in den 5G-Standard und seine Unterschiede zum LTE-Standard. Sie lernen allgemeine Anwendungsfälle und Anforderungen für 5G kennen.

• Anwendungsfälle für 5G 
• Anforderungen für 5G 
• Implementierungsszenarien für 5G

Überblick über die OFDM-Theorie

Ziel: Sie verstehen die Grundlagen von OFDM-Modulation, zyklischem Präfix-Einschub und Fensterung.

• Motivation für Mehrträger vs. einzelner Träger 
• Einführung in OFDM 
• Erzeugen von OFDM-Symbolen mit Hilfe der IFFT 
• Zyklisches Präfix (Guard Interval) 
• Fensterung zur Reduzierung der Emissionen außerhalb des Bandes 
• Vor- und Nachteile von OFDM 
• Überblick über SC-FDMA

5G NR-Wellenformen

Ziel: Sie lernen Einzelheiten über das Resource-Grid, die Frame-Struktur und die Numerologie von 5G-Wellenformen. 

• Wireless Waveform Generator App
• 5G-Wellenformen 
• 5G-Frame-Struktur: Träger und Bandbreitenteile 
• 5G-Numerologie: Hilfsträgerabstand

MIMO-Hintergrund für 5G

Ziel: Sie verstehen verschiedene MIMO-Verfahren wie Beamforming und räumliches Multiplexing. Sie lernen die Singulärwertzerlegung (SVD) als Lösung für das generische MIMO-Problem kennen.

• Spektrale Effizienz und Kapazität 
• Beamforming 
• Räumliches Multiplexing 
• Singulärwertzerlegung 
• Equalisierung, Vorverzerrung, Vorcodierung und Kombinierung

5G NR-Datenkanäle

Ziel: Sie verstehen die grundlegenden Verarbeitungselemente für Downlink- und Uplink-Transport und physische Datenkanäle. Sie lernen Allokierung, Mapping-Typen und Transformations-Vorcodierung kennen.

• DL-SCH- und PDSCH-Verarbeitungsketten 
• PDSCH-Allokierung und Mapping-Typen 
• UL-SCH- und PUSCH-Verarbeitungsketten 
• Transformation von Vorcodierung und PUSCH-Mapping-Typen

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5G NR-Kontrollkanäle

Ziel: Sie verstehen die Struktur und die Eigenschaften von Downlink- und Uplink-Steuerkanälen, einschließlich DCI- und UCI-Formaten, PDCCH- und PUCCH-Verarbeitungsketten, CORESETs, Suchräumen und Planungsanforderungen. 

• DCI-Formate und PDCCH-Verarbeitungskette 
• Ressourcenelementgruppen und Steuerkanalelemente 
• CORESET-Struktur und -Eigenschaften 
• PDCCH-Mapping zu CORESETs und Suchräumen 
• UCI-Formate und PUCCH-Verarbeitungskette 
• UCI-Nutzungs- und -Planungsanforderungen

5G NR Physkalische Signale

Ziel: Sie erfahren Einzelheiten über die wichtigsten physikalischen 5G NR-Signale, einschließlich DM-RS, CSI-RS und SRS. Sie verstehen die DM-RS-Nutzung und die verfügbaren Mapping-Typen. Sie erkunden Kanal Sounding mit CSI-RS und SRS. Einführung von Geolocation mit PRS- und TDOA-Schätzung

• DM-RS-Nutzung und Mapping-Typen 
• Signale für Kanal Sounding: CSI-RS und SRS 
• PRS- und Positionierungsunterstützung

5G NR erstmalige Erfassungsverfahren

Ziel: Sie verstehen den Aufbau von 5G NR-Synchronisationssignalen, BCH- und PBCH-Verarbeitungsketten und SS-Blockmuster. Sie lernen anfängliche Erfassungsverfahren einschließlich Zellensuche, PBCH-Decodierung einschließlich Strahl-Sweep und RACH.

• Synchronisationssignale: PSS und SSS 
• BCH- und PBCH-Verarbeitungsketten 
• Broadcast-Kanal und Master-Informationsblock 
• SS-Blockmuster und -Bursts 
• Zellensuche: PSS- und SSS-Suche 
• PBCH-Decodierung, einschließlich Beam Sweeping 
• RACH

5G NR-Wellenformgenerierung und Systemsimulation mit der 5G Toolbox

Ziel: Sie erfahren Best Practices und Workflows beim Einsatz der 5G Toolbox. Sie erfahren außerdem, wie Sie 5G-Wellenformen erzeugen, ein räumliches Kanalmodell einrichten und ein Signal über den Kanal senden können. Es werden Probleme bei der Empfängerimplementierung und End-to-End Leistungsmetriken sowie verschiedene anwendungsspezifische Workflows untersucht. Einführung in die verschiedenen anwendungsspezifischen Workflows.

• Übersicht über die 5G Toolbox 
• Interaktive und programmatische 5G-Wellenformgenerierung 
• Konfiguration von Wireless-Kanal-Modellen für Cluster Delay Line und Tapped Delay Line 
• Signalübertragung über einen verrauschten Kanal 
• Empfängerimplementierung, einschließlich Synchronisation und Kanalschätzung 
• End-to-End-Systemleistungsmetriken 
• Überblick über anwendungsspezifische Workflows