Die 5G Toolbox bietet standardkonforme Funktionen und Referenzbeispiele für die Modellierung, Simulation und Verifikation von Kommunikationssystemen für 5G und 5G-Advanced. Die Toolbox unterstützt die Generierung von Wellenformen, Simulationen auf Verbindungs- und Systemebene, die Verifikation einer goldenen Referenz und Konformitätstests.
Mit der Toolbox können Sie 5G-Kommunikationsverbindungen und -systeme konfigurieren, simulieren, messen und analysieren. Sie können die Funktionen der Toolbox verändern oder anpassen und sie als Referenzmodelle zur Implementierung von 5G-Geräten verwenden. Außerdem können Sie mögliche Technologien für 6G-Kommunikationssystemen erkunden.
Die Toolbox-Funktionen und Referenzbeispiele helfen Ihnen dabei, Uplink- und Downlink-Spezifikationen zu charakterisieren, O-RAN-Konformitätstests (Open Radio Access Network) durchzuführen sowie die Auswirkungen von HF-Entwürfen und Interferenzquellen auf die Systemleistung zu simulieren. Sie können Wellenformen generieren und analysieren sowie Testbenches mithilfe der Apps „Wireless Waveform Generator“ und „Wireless Waveform Analyzer“ individuell konfigurieren. Mit diesen Wellenformen können Sie überprüfen, ob Ihre Designs, Prototypen und Implementierungen den 3GPP-Spezfikationen für 5G New Radio (NR) entsprechen.
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).
Produktressourcen:
„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.“
