Ιστολόγιο περίπου Το MATLAB Simulink βελτιώνει το ασύρματο σχεδιασμό μέσω ραδιοφώνου που καθορίζεται από λογισμικό

Φανταστείτε αν οι ασύρματες συσκευές σας μπορούσαν να είναι τόσο ευέλικτες όσο το λογισμικό, προσαρμόζοντας με ευκολία τα πάντα, από το παραδοσιακό ραδιόφωνο FM μέχρι τα πιο προηγμένα πρότυπα 5G.Αυτό το όραμα γίνεται πραγματικότητα μέσω του ραδιοφώνου που καθορίζεται από λογισμικό (SDR), η οποία μετατρέπει την ασύρματη επικοινωνία από σταθερό υλικό σε μια ισχυρή πλατφόρμα που συνδυάζει ρυθμιζόμενα RF front-ends με υψηλής απόδοσης FPGAs ή προγραμματιζόμενη τεχνολογία System-on-Chip (SoC).

Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ασύρματα συστήματα που είναι κλειδωμένα σε συγκεκριμένα κυκλώματα υλικού, το SDR μεταφέρει την επεξεργασία σήματος στον ψηφιακό τομέα,η δυνατότητα δυναμικής ενημέρωσης της λειτουργικότητας μέσω λογισμικούΗ αρχιτεκτονική αυτή παρέχει αρκετά βασικά πλεονεκτήματα:

• Καλυψη ευρείας συχνότητας:Το υλικό SDR υποστηρίζει ένα εξαιρετικό εύρος από τις ζώνες εκπομπής FM έως τις επικοινωνίες 5G υψηλής συχνότητας.
• Προγραμματισμό:Τα σχέδια που βασίζονται σε FPGA και SoC επιτρέπουν στους μηχανικούς να επαναπροσδιορίσουν την ασύρματη λειτουργικότητα μέσω λογισμικού, επιτρέποντας την ταχεία δημιουργία πρωτοτύπων και προσαρμογή.
• Απόδοση σε πραγματικό χρόνο:Οι σύγχρονες πλατφόρμες SDR παρέχουν υψηλής απόδοσης δυνατότητες ψηφιακής επεξεργασίας σήματος (DSP) για σύνθετες ασύρματες εφαρμογές.
• Αποδοτικότητα κόστους:Η εγγενής επαναχρησιμοποίηση των πλατφορμών SDR μειώνει τόσο το κόστος ανάπτυξης όσο και το κόστος συντήρησης σε σύγκριση με τις ειδικές λύσεις υλικού.

Το MATLAB και το Simulink παρέχουν ολοκληρωμένες λύσεις για την ανάπτυξη SDR, καλύπτοντας κάθε στάδιο από το σχεδιασμό και την προσομοίωση του συστήματος έως την επικύρωση και την ανάπτυξη πρωτοτύπων.

Τα εργαλεία προσφέρουν εκτεταμένες βιβλιοθήκες που υποστηρίζουν τα σημαντικότερα ασύρματα πρότυπα (5G, LTE, WLAN, DVB-S2) με πλήρη αλγόριθμους φυσικού στρώματος και υλοποιήσεις πρωτοκόλλων.

• Συστατικά του φυσικού στρώματος μοντέλου, συμπεριλαμβανομένης της κωδικοποίησης καναλιών, των συστημάτων διαμόρφωσης και των συστημάτων συγχρονισμού
• Η προσομοίωση ρεαλιστικών συνθηκών καναλιών χρησιμοποιώντας μοντέλα AWGN, εξασθένησης και πολλαπλών διαδρομών
• Επικύρωση των εφαρμογών πρωτοκόλλου στα επίπεδα MAC και δικτύου
• Διενέργεια πλήρων αξιολογήσεων επιδόσεων σε επίπεδο συστήματος

Η απρόσκοπτη συνδεσιμότητα με τις κορυφαίες πλατφόρμες SDR επιτρέπει την πρακτική επικύρωση:

• Μεταδίδει και λαμβάνει ασύρματα σήματα μέσω διαισθητικών διεπαφών προγραμματισμού
• Εκτέλεση σε πραγματικό χρόνο φασματικής ανάλυσης και μετρήσεων παραμέτρων σήματος
• Αξιολόγηση της ανθεκτικότητας του συστήματος σε παρεμβολές μέσω ελεγχόμενων σενάριων δοκιμών
• Ελέγχει τη συμμόρφωση με τα βιομηχανικά πρότυπα χρησιμοποιώντας προκατασκευασμένους διανέμονες δοκιμών

Η αυτοματοποιημένη δημιουργία κώδικα γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ προσομοίωσης και υλοποίησης:

• Δημιουργία βελτιστοποιημένου κώδικα HDL για εφαρμογές FPGA
• Παραγωγή αποδοτικού κώδικα C για εφαρμογές που βασίζονται σε επεξεργαστή
• Διενέργεια δοκιμών υλικού-στο-κύκλωμα με πραγματικά περιβάλλοντα ραδιοσυχνοτήτων

Ο συνδυασμός MATLAB/Simulink και SDR εξυπηρετεί διάφορες ανάγκες ανάπτυξης ασύρματων:

• Σχεδιασμός συστημάτων επικοινωνίας επόμενης γενιάς (5G/6G, δίκτυα IoT)
• Ανάπτυξη αλγορίθμων για νέες τεχνικές διαμόρφωσης και κωδικοποίησης
• Εκπαιδευτικές πλατφόρμες για προγράμματα ασύρματης μηχανικής
• Έρευνα σχετικά με τις τεχνολογίες γνωστικού ραδιοφώνου και ανταλλαγής φάσματος

Η ολοκληρωμένη λύση παρέχει προηγμένες λειτουργίες, όπως:

• Ευέλικτη παραγωγή και λήψη σήματος τόσο για τις τυποποιημένες όσο και για τις προσαρμοσμένες μορφές κυμάτων
• Η επικύρωση της πραγματικής απόδοσης υπό συνθήκες παρεμβολών
• Ανάλυση ευρυζωνικού σήματος για εφαρμογές παρακολούθησης φάσματος
• Ενσωμάτωση τεχνητής νοημοσύνης/μαθηματικής εκμάθησης χρησιμοποιώντας συλλεγόμενα σήματα για την εκπαίδευση μοντέλων

Τα εργαλεία διατηρούν συμβατότητα με τις κορυφαίες συσκευές SDR, συμπεριλαμβανομένων:

• Ανάλογες συσκευές ADALM-PLUTO
• Αποδέκτες RTL-SDR
• Ασύρματα της σειράς USRP B/N/X/E
• Πλατφόρμες βασισμένες σε AMD και Intel SoC

Αυτό το ολοκληρωμένο οικοσύστημα αντιπροσωπεύει μια αλλαγή παραδείγματος στην ανάπτυξη του ασύρματου,συνδυασμός της ευελιξίας του λογισμικού με τις επιδόσεις του σύγχρονου υλικού για την επιτάχυνση της καινοτομίας σε ολόκληρο το τοπίο των επικοινωνιών.