5G Toolbox는 5G NR(New Radio) 및 5G-Advanced 통신 시스템의 모델링, 시뮬레이션 및 검증을 위한 표준 준수 함수 및 참조 예제를 제공합니다. 이 툴박스는 링크 레벨 시뮬레이션, 골든 레퍼런스 검증, 적합성 시험 및 테스트 파형 생성을 지원합니다.
이 툴박스를 사용하면 종단간 5G NR 통신 링크를 구성하고 시뮬레이션하며 측정하고 분석할 수 있습니다. 툴박스 함수를 수정하고 사용자 지정하여 5G 시스템 및 기기를 구현하기 위한 참조 모델로 사용할 수 있습니다.
이 툴박스는 여러분이 업링크 및 다운링크 기저대역 사양의 특성을 나타내고 RF 설계 및 간섭원이 시스템 성능에 미치는 영향을 시뮬레이션할 수 있도록 참조 예제를 제공합니다. 무선 파형 생성기 앱을 사용하여 프로그래밍 방식이나 대화형 방식으로 파형을 생성하고 테스트벤치를 사용자 지정할 수 있습니다. 이렇게 생성한 파형으로 여러분의 설계, 프로토타입 및 구현이 3GPP 5G NR 사양을 준수하는지 검증할 수 있습니다.
파형 생성
표준 준수 5G NR 파형을 생성할 수 있습니다. 사용자 지정 파형과 NR 테스트 모델 및 고정 기준 채널을 구성하고 생성할 수 있습니다. 무선 파형 생성기 앱을 통해 대화형 방식으로 파형을 생성하고 RF 손상을 추가하고 파형을 시각화하고 내보낼 수 있습니다.
링크 레벨 시뮬레이션
5G NR 종단간 무선 통신 링크를 시뮬레이션할 수 있습니다. 송신기, 채널 모델링 및 수신기 동작을 통합할 수 있습니다. CDL(클러스터 지연선) 및 TDL(탭 지연선) 채널 모델을 적용할 수 있습니다. 블록 오류율과 처리량 메트릭을 계산하여 링크 성능을 분석할 수 있습니다.
테스트 및 계측
5G RF 송신기의 성능을 평가할 수 있습니다. 간섭이 있는 경우의 NR RF 수신기를 모델링하고 테스트할 수 있습니다. RF 링크 성능의 특성을 나타낼 수 있습니다. ACLR(인접 채널 누설비) 및 오류 벡터 크기 메트릭을 측정할 수 있습니다.
MIMO 및 빔포밍
CSI(채널 상태 정보) 피드백을 사용하여 부호율, 변조, 계층 수, MIMO 프리코딩 행렬 등의 송신 파라미터를 조정할 수 있습니다. TDD(시분할 복신) 시나리오에서 채널 상호성을 활용하여 사운딩 기준 신호를 사용하는 업링크 채널을 추정할 수 있습니다. CSI 기준 신호를 사용하고 기준 신호 수신 전력 측정값을 기반으로 최적의 송신 빔을 선택할 수 있습니다.
전파 및 채널 모델
TDL 및 CDL 채널 모델을 생성할 수 있습니다. 레이 트레이싱 분석 결과로 CDL 채널 모델을 구성할 수 있습니다. 안테나 소자, 소자 패턴, 광선의 수, 각도, 지연, 감쇠, 클러스터 경로 등의 채널 정보를 살펴볼 수 있습니다.
셀 탐색 절차
셀 탐색 및 선택 절차를 수행하여 마스터 정보 블록과 첫 번째 시스템 정보 블록을 비롯한 초기 시스템 정보를 추출할 수 있습니다. 임의 접속 물리 채널을 모델링할 수 있습니다. 동기화 신호 블록을 사용하여 빔 스위핑, 빔 측정, 빔 결정, 빔 보고, 빔 복구 단계로 구성된 빔 관리 절차를 수행할 수 있습니다.
시스템 수준 시뮬레이션
5G NR 네트워크의 여러 UE 간 주파수-시간 리소스 공유를 시뮬레이션할 수 있습니다. TDD 모드와 주파수 분할 복신 모드에서 매체 접근 제어 스케줄링 전략의 성능을 평가할 수 있습니다.
AI를 사용한 무선
AI를 무선 기법에 적용하여 5G NR 작업을 최적화할 수 있습니다. 오토인코더 신경망을 사용하여 다운링크 CSI를 압축할 수 있습니다. 빔 선택을 위해 DQN(심층 Q-신경망) 강화 학습 에이전트를 훈련시킬 수 있습니다. 채널 추정을 위해 컨벌루션 신경망을 훈련시킬 수 있습니다.
제품 관련 자료:
“우리는 5G NR(New Radio) 셀 탐색 및 마스터 정보 블록 복구를 포함하는 MathWorks의 예제로 시작하여 고객의 요구사항에 맞게 설계를 수정했습니다. 이를 통해 작업이 단순화되고 많은 시간이 절약되었습니다.”
Vinoth Thuruvas, Capgemini
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