5G-Bibliothek für 3GPP-Funktechnologie

Mathworks unterstützt mit einer neuen 5G-Bibliothek die Entwicklung von Wireless-Designs noch vor der Einführung der ersten 3GPP-5G-Standardspezifikation im März 2018.

Die 5G-Bibliothek von Mathworks bietet Funktionen und Referenzdesigns auf Verbindungsebene, mit denen Mobilfunkingenieure das Verhalten und die Leistung von neuen 3GPP-Funktechnologien erforschen können. So können Entwickler mit der 5G-Bibliothek Simulationen durchführen, um 5G-fähige Technologien und deren Auswirkungen auf das 5G-Systemdesign zu evaluieren. »Durch die Möglichkeit, Simulationen in Matlab auszuführen, können wir besser mit den verschiedenen Mitgliedern unserer 5G-Arbeitsgruppe kooperieren, weil viele Unternehmen, mit denen wir zusammenarbeiten, ebenfalls Matlab für Simulation und Datenanalyse einsetzen«, erklärt Lakshmi Iyer, Leiter der Simulation auf Verbindungsebene bei Convida Wireless. »Um mit einem anderen Mitglied über einen Normungsbeitrag zu diskutieren, müssen wir unsere Annahmen und Ergebnisse vergleichen können - und ein Großteil dieser Diskussion stützt sich auf Simulationen. Unsere Matlab-Simulationen mit der 5G-Bibliothek ermöglichen uns, diesen Dialog voranzutreiben.«

Der 5G-Standard wird Technologien einführen, die schnelle Innovationen in den Bereichen mobiles Breitband, Maschine-zu-Maschine- und vernetzte Fahrzeuganwendungen vorantreiben sollen. Durch die Verwendung der Matlab-Implementierungen von 5G-Algorithmen der Bibliothek und des 38.901-Kanal-Modells können Ingenieure zügig die Leistungsmerkmale neuer Wellenformen und Kodierungsschemata evaluieren und Empfängeralgorithmen entwickeln. Die neue 5G-Bibliothek ist ein kostenloses Add-On für die LTE System Toolbox via Download und bietet:

• Kanalmodelle einschließlich Tapped Delay Line-(TDL)- und Clustered Delay Line-(CDL)-Kanalmodelle, wie in 3GPP TR 38.901 vorgegeben.
• Neue Funkwellenformen zur Verbesserung der spektralen Effizienz einschließlich Filtered OFDM (F-OFDM), Windowed OFDM (W-OFDM) und Cyclic Prefix OFDM (CP-OFDM).
• Neue Kodierungsschemata wie LDPC für Daten und Polar Codes für Steuerungsinformationen, Fehlerkorrektur und verbesserte Datenübertragung.
• Simulations-Referenzdesign auf Verbindungsebene ermöglicht Messung des Verbindungsdurchsatzes.

Die 5G-Bibliothek ergänzt eine Reihe von MATLAB- und Simulink-Funktionen für die 5G-Technologieentwicklung wie:

• Modellerstellung für massive MIMO-Antennen-Arrays und Entwurf hybrider Strahlformungs-Architekturen.
• Modellerstellung für HF-Systemarchitekturen, Leistungsverstärker und digitale Kompensation, um höhere Datenübertragungsraten bei Frequenzen von Millimeterwellen zu erzielen.
• Automatisierung der FPGA-Implementierung für die schnelle Entwicklung von 5G-Hardware-Testbeds

»Mobilfunkingenieure, die Produkte für den neuen 5G-Standard entwickeln, stehen gewaltigen Veränderungen und Komplexitäten gegenüber«, resümiert Ken Karnofsky, Senior Strategist von MathWorks. »Die 5G-Bibliothek reduziert die Einarbeitungszeit für neue 5G-Technologien durch zuverlässige, anpassbare und gut dokumentierte Software, damit Ingenieure Designs erstellen und verifizieren können, die die Spezifikationen und Leistungsziele von 5G erfüllen.«

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