Communications Toolbox

Entwurf und Simulation der Bitübertragungsschicht von Kommunikationssystemen

 

Die Communications Toolbox™ bietet Algorithmen und Apps für die Analyse, den Entwurf, die End-to-End Simulation und die Verifizierung von Kommunikationssystemen. Mit den Algorithmen der Toolbox, darunter Kanalcodierung, Modulation, MIMO und OFDM, können Sie ein Modell der Bitübertragungsschicht Ihres auf Standards basierenden oder individuell entworfenen drahtlosen Kommunikationssystems erstellen und simulieren.

Die Toolbox bietet eine Waveform Generator-App, Konstellations- und Augendiagramme, Bitfehlerraten- und weitere Analyse-Tools sowie Scopes zur Validierung Ihrer Entwürfe. Mit diesen Tools können Sie Signale generieren und analysieren, Kanaleigenschaften visualisieren und Leistungsmetriken, wie z. B. die Error Vector Magnitude (EVM), abrufen. Die Toolbox umfasst statistische und räumliche SISO- und MIMO-Kanalmodelle. Zu den Kanalprofiloptionen gehören Rayleigh-, Rician- und WINNER-II-Modelle. Sie umfasst auch HF-Störungen, einschließlich HF-Nichtlinearität und Träger-Offset- und Kompensationsalgorithmen, einschließlich Träger- und Symbol-Timing-Synchronisierer. Mit diesen Algorithmen können Sie Spezifikationen auf Verbindungsebene realistisch modellieren und die Auswirkungen von Kanalbeeinträchtigungen kompensieren. 

Mit der Communications Toolbox zusammen mit HF-Instrumenten oder Hardware Support Packages können Sie Ihre Sender- und Empfängermodelle mit Funkmodulen verbinden und Ihre Entwürfe durch Over-the-Air (OTA)Tests prüfen.

Erste Schritte:

End-to-End-Simulation

Simulieren Sie Modelle von Kommunikationssystemen auf Verbindungsebene. Untersuchen Sie Was-wäre-wenn-Szenarien, und bewerten Sie Kompromisse zwischen verschiedenen Systemparametern. Erhalten Sie erwartete (z.B. BER, PER, BLER und Durchsatz) Leistungsmessungen.

Modulation und Kanalcodierung

Geben Sie Systemkomponenten für die Kanalcodierung (einschließlich Faltungs-, Turbo-, LDPC- und TPC-Codierung), die Modulation (einschließlich OFDM, QAM, APSK), das Scrambling, das Interleaving und die Filterung an.

HF-Satellitenverbindung.

Empfänger und Synchronisation

Modellieren und simulieren Sie Empfänger- und Synchronisationskomponenten im Front-End, einschließlich AGC, Korrektur der I/Q-Unsymmetrie, DC-Blockierung sowie Timing- und Träger-Synchronisation.

Korrigieren von QAM mit Frequenzoffsets mithilfe grober und feiner Synchronisation.

Leistungsmetriken auf Verbindungsebene

Charakterisieren Sie die Leistung auf Verbindungsebene mit BER-, BLER-, PER- und Durchsatzmessungen.

Schätzen der LDPC-Leistung in einem AWGN-Kanal.

Kanalmodellierung

Charakterisieren Sie die Auswirkungen von HF-Störungen durch Modellierung von Rauschen, Fading und Interferenzen. Berücksichtigen Sie Pfadverluste durch Freiraumdämpfung und atmosphärische Effekte.

Rauschkanal und Fadingkanal

Simulieren Sie Modelle für Rauschkanal und Fadingkanal, darunter AWGN, Mehrwege-Rayleigh-Fading, Rice-Fading und räumliche WINNER II-Kanalmodelle.

Multiple fading channels with WINNER II channel model.

HF-Störungen 

Modellieren Sie Auswirkungen von HF-Störungen wie Nichtlinearitäten, Phasenrauschen, I/Q-Unsymmetrie, thermischem Rauschen sowie Phasen- und Frequenzoffsets.

End-to-End-QAM-Simulation mit HF-Störungen.

Waveform Generation

Generate a variety of customizable or standard-based physical layer waveforms. Use the Wireless Waveform Generator app to create test signals. Use waveforms as golden references for your designs.

Wireless Waveform Generator-App

Generieren, stören, visualisieren und exportieren Sie modulierte Wellenformen (einschließlich OFDM, QAM, PSK und WLAN 802.11).

Generierung, Visualisierung und Export von Wellenformen und Anwendung von HF-Störungen darauf.

Auf Standards basierende Wellenformen

Generieren Sie Wellenformen gemäß verschiedener Standards, darunter Signale für DVB, MIL-STD 188, Fernsehen und FM-Rundfunk, ZigBee®, NFC, WPAN 802.15.4, cdma2000 und 1xEV-DO.

DVB-S.2-Verbindung einschließlich LDPC-Codierung.

MIMO-Verarbeitung

Erhöhen Sie die Systemleistung mit MIMO- und Massive-MIMO-Techniken für mehrere Antennen. Charakterisieren Sie MIMO-Empfänger und -Kanäle.

MIMO-Techniken

Simulieren Sie die Auswirkungen von massivem MIMO-Hybrid-Beamforming. Außerdem können Sie eine Sende- und Empfangsdiversität einbeziehen und die Effekte von Raum-Zeit-Blockcodierung und räumlichem Multiplexing auf die Systemleistung simulieren.

Hybrides Beamforming mit Massive-MIMO.

MIMO-Kanäle und -Empfänger

Nutzen Sie das MIMO-Mehrwege-Fading und die räumliche WINNER II-Kanalmodellierung, und modellieren Sie MIMO-Empfängerkomponenten, einschließlich MIMO-Kanalschätzung und -entzerrung.

Mehrbenutzer-MIMO mit WINNER II-Kanalmodell.

Darstellung und Analyse

Analysieren Sie Systemreaktionen unter Rausch- und Interferenzbedingungen, studieren Sie das Verhalten des Systems und ermitteln Sie, ob es die Leistungsanforderungen erfüllt.

Signalvisualisierungen

Verwenden Sie Scopes in Form von Konstellationsdiagrammen und Augendiagrammen, um die Auswirkungen verschiedener Störungen und Korrekturen zu visualisieren.

Visualisieren und Messen von Signalen mit Augen- und Konstellationsdiagrammen.

Signalmessungen

Berechnen Sie Standardmessungen (einschließlich EVM, ACPR, ACLR, MER, CCDF, Höhe der Augen, Jitter, Anstiegszeit, Abfallzeit), um die Systemleistung quantitativ zu charakterisieren.

EVM-Messungen für ein ZigBee-System.

Software-definierte Funktechnik

Verbinden Sie Ihre Sender- und Empfängermodelle mit Funkmodulen und prüfen Sie Ihre Entwürfe durch Over-the-Air-Sendung und -Empfang.

Unterstützte Funkmodule

Verbinden Sie Ihre Wellenformen mit zahlreichen unterschiedlichen unterstützten Software-Defined Radios (SDRs), die etwa auf ADALM® Pluto®, RTL-SDR, USRP® und Xilinx® Zynq® basieren.

Sender und Empfänger

Verarbeiten Sie erfasste oder direkt übertragene Over-the-Air Funksignale für Anwendungen wie die Standortbestimmung von Luftfahrzeugen mit ADS-B-Signalen, automatische Zählerablesungen, FM-Rundfunk mit RBDS und FRS/GMRS-Empfänger.

Verarbeitung erfasster SDR-Signale zur Spektrumerkennung.

Bluetooth

Entwerfen, modellieren, simulieren und testen Sie Bluetooth-Kommunikationssysteme.

Wellenformgenerierung, Simulation und Prüfung auf Verbindungsebene

Generieren Sie Wellenformen und simulieren Sie Verbindungen mit Bluetooth Low Energy (BLE) und Bluetooth® Basisrate (BR) und erweiterter Datenrate (EDR). Führen Sie Standardtests und -messungen durch, die in den Bluetooth RF-PHY-Testspezifikationen definiert sind.

Darstellung von Träger-zu-Interferenz-Leistungstests

Nachrichtenfluss im Bluetooth-Maschennetz.

Protokollebene und MAC-Modellierung

Generieren und dekodieren Sie BLE-Verbindungsschicht-Pakete und L2CAP-Rahmen. Modellieren Sie Zustandsmaschinen (state machines) auf Verbindungsebene, die zur Herstellung von Verbindungen zwischen BLE-Geräten verwendet werden.

Protokoll zum Austausch von Paketen zwischen einem Client (Smartphone) und einem Server (Sensor).

PHY- und MAC-Kosimulation

Modellieren und simulieren Sie die kombinierte Verarbeitung auf der Bitübertragungsschicht (PHY) und der Medium Access Control-Schicht (MAC).

Packet-Radio-Kommunikation

Modellieren und simulieren Sie Packet-Radio-Modems einschließlich Verarbeitung auf der Datenübertragungsschicht mit ALOHA- oder CSMA/CA-MAC-Algorithmen.

Auf Standards basierende MAC-Frames

Generieren und decodieren Sie MAC-Frames für verschiedene Standards einschließlich ZigBee (IEEE® 802.15.4) und NFC.

Generierung und Decodierung von MAC-Frames nach ZigBee.

Neue Funktionen

Kartesische Positionierung für txsite- und rxsite-Objekte:

Durchführen einer Punkt-zu-Punkt-HF-Ausbreitungsanalyse unter Verwendung eines kartesischen Koordinatensystems

Ray-Tracing-Analyse für kartesische Sites:

Verwenden Sie STL-Dateien zur Beschreibung der 3D-Umgebung für die Ray-Tracing-Analyse

Bluetooth-Richtungsbestimmung:

Schätzen Sie den Einfallswinkel (AoA) oder den Ausfallswinkel (AoD) von Bluetooth-Übertragungen mit geringer Energie (BLE)g

Bluetooth adaptives Frequenzsprungverfahren:

Erzeugen einer Frequenzsprungsequenz für Abfrage-, Paging- und Verbindungsabläufe in Bluetooth-BR/EDR-Modi

Schätzung des Log-Wahrscheinlichkeitsverhältnisses (LLR):

Generieren von Signalen und Kanalbeeinträchtigungen zum Trainieren und Testen von neuronalen Netzen mit LLR-Schätzung

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

Weitere Ressourcen zu Communications Toolbox