5G 무선 테크놀러지 개발

5G에 MATLAB 및 Simulink를 사용해야 하는 이유는?

선도적인 무선 엔지니어링 팀에서는 MATLAB® 및 Simulink®를 활용하여 유연한 물리 레이어 아키텍처, 대규모 MIMO 안테나 배열, 고도로 통합된 RF 트랜시버를 포함한 새로운 5G 무선 액세스 기술을 개발합니다. MATLAB으로 할 수 있는 일은 다음과 같습니다.

  • 5G 제품용 IP 생성 및 최적화
  • 알고리즘의 영향, RF 및 시스템 성능 관련 안테나 설계 옵션 시뮬레이션
  • 설계의 표준 준수 여부 보증
  • 하드웨어 프로토타입 및 무선 테스트로 설계 동작 검증
  • 개발 팀 전체에 모델 및 코드 공유

MATLAB 및 Simulink가 5G 개발 작업을 가속화하는 방법

엔드 투 엔드 링크 시뮬레이션

표준 준수 모델을 사용하여 5G 물리 레이어 설계를 개발하고 최적화합니다. 알고리즘, 배열 설계 옵션, RF 손상, 6GHz 미만 및 mmWave 전파 채널의 영향을 평가합니다.

그림 1. 엔드 투 엔드 시뮬레이션으로 5G 알고리즘 설계의 성능 영향을 평가합니다.

5G 준수 파형 생성 및 테스트

5G 준수 파형을 생성하고 시뮬레이션 테스트 및 무선 전송을 자동화합니다. RF 기기 및 소프트웨어 정의 무선 하드웨어를 사용하여 5G 파형을 전송하고 라이브 RF 신호를 캡처합니다. 시뮬레이션, 실험실 및 필드 테스트 결과를 분석 및 시각화합니다.  

그림 2. 5G 준수 다운링크 파형의 시간-주파수 시각화

mmWave 및 대규모 MIMO를 위한 RF 시스템 엔지니어링

mmWave 주파수에서의 5G 운영에 있어 높은 전파 손실 및 채널 손상을 극복하려면 새로운 하이브리드 무선 아키텍처가 필요합니다. MATLAB 및 Simulink를 사용하여 광대역 전력 증폭기, 대규모 MIMO 안테나 배열, 적응형 알고리즘을 포함한 디지털, RF 및 안테나 서브시스템을 함께 모델링하고 시뮬레이션합니다. 멀티 도메인 시뮬레이션을 통해 하드웨어 또는 필드 테스트를 하기 전에 전체적인 설계의 유효성 확인이 가능합니다. 각 구성 요소 엔지니어는 공통의 툴을 사용하여 모델을 공유하고 더욱 손쉽게 협업할 수 있습니다.

그림 3. 대규모 MIMO 안테나 배열의 빔 패턴. 

프로토타입 및 검증을 위한 모델 기반 설계

MATLAB 및 Simulink의 모델 기반 설계를 통한 시스템 모델링 및 개발 워크플로를 이용하면 5G 하드웨어 및 소프트웨어 구현의 가속화가 가능합니다. 높은 수준에서 설계를 변경하고 자동으로 코드 및 테스트 벤치를 생성할 수 있습니다.

모델 기반 설계를 통해 다른 아키텍처 및 알고리즘으로 실험을 하고, 파라미터를 반복적으로 조정하고, 하드웨어 성능을 예측하고, SDR 및 기타 FPGA 또는 SoC 하드웨어에서 프로토타입을 자동화할 수 있습니다.

그림 4: 5G 시스템 개발을 위한 MATLAB 및 Simulink 모델 기반 설계

MathWorks 고객들은 어떻게 기술을 개발하고 있습니까?

Qualcomm

“당사는 MATLAB 모델을 사용하여 개발의 전체 단계에서 5G RF 프런트 엔드를 최적화하고 검증합니다.”

Sean Lynch, Qualcomm UK Ltd.

Nokia

"MathWorks와의 작업을 통해 Nokia는 모델 기반 설계를 수행할 수 있었습니다. 이로 인해 옵션을 더 깊이 이해하고 신속히 실행하며 향상된 품질을 확보함으로써 전체 5G DFE 설계를 통해 대응할 유연성, 가시성, 능력을 보유하게 되었습니다."

Sami Repo, Nokia

Huawei

“MATLAB 및 Simulink는 아날로그와 디지털, 소프트웨어와 하드웨어, 알고리즘과 구현 및 검증 사이를 이어주는 통합된 효율적 시스템 개발 플랫폼을 제공합니다.”

Erni Zhu, Huawei

Convida Wireless

“MATLAB 및 Simulink는 아날로그와 디지털, 소프트웨어와 하드웨어, 알고리즘과 구현 및 검증 사이를 이어주는 통합된 효율적 시스템 개발 플랫폼을 제공합니다.”

Allan Yingming Tsai, Convida Wireless

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