บล็อก เกี่ยวกับ MATLAB Simulink เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบไร้สายผ่าน Software-defined Radio

ลองจินตนาการดูว่า ถ้าอุปกรณ์ไร้สายของคุณสามารถยืดหยุ่นได้เหมือนซอฟต์แวร์ สามารถปรับตัวได้อย่างง่ายดาย จากวิทยุ FM แบบดั้งเดิม ถึงมาตรฐาน 5G ที่ทันสมัยวิสัยทัศน์นี้กําลังกลายเป็นความจริง ผ่านวิทยุที่กําหนดด้วยโปรแกรม (SDR), ซึ่งเปลี่ยนการสื่อสารแบบไร้สายจากฮาร์ดแวร์คงที่เป็นแพลตฟอร์มที่มีพลังงานรวมกัน ภายใน RF ที่สามารถตั้งค่าได้ กับ FPGAs ที่มีประสิทธิภาพสูง หรือเทคโนโลยี System-on-Chip (SoC) ที่สามารถวางโปรแกรมได้.

ในหลักของมัน SDR ให้ความยืดหยุ่นและการตั้งค่าใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อน ไม่เหมือนกับระบบไร้สายดั้งเดิมที่ล็อคกับวงจรฮาร์ดแวร์เฉพาะเจาะจงทําให้สามารถอัพเดทฟังก์ชันแบบไดนามิก ผ่านโปรแกรมสถาปัตยกรรมนี้มีข้อดีหลักหลายอย่าง:

• การครอบคลุมความถี่สัดส่วนใหญ่:ฮาร์ดแวร์ SDR รองรับระยะที่พิเศษจากช่วงการออกอากาศ FM ไปยังสื่อสาร 5G ความถี่สูง
• สามารถเขียนโปรแกรมได้:การออกแบบที่ใช้ FPGA และ SoC ทําให้นักวิศวกรสามารถกําหนดใหม่ฟังก์ชันแบบไร้สายผ่านโปรแกรม ทําให้สามารถสร้างต้นแบบและปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว
• การทํางานในเวลาจริง:แพลตฟอร์ม SDR ที่ทันสมัยให้ความสามารถในการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) ที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานแบบไร้สายที่ซับซ้อน
• ประสิทธิภาพการใช้จ่ายความสามารถในการใช้ใหม่ของแพลตฟอร์ม SDR ช่วยลดต้นทุนการพัฒนาและการบํารุงรักษา เมื่อเทียบกับการแก้ไขด้วยฮาร์ดแวร์พิเศษ

MATLAB และ Simulink ให้คําตอบครบวงจรสําหรับการพัฒนา SDR ครอบคลุมทุกขั้นตอนจากการออกแบบและจําลองระบบถึงการรับรองและการใช้ต้นแบบ

เครื่องมือนี้มีห้องสมุดที่กว้างขวางที่รองรับมาตรฐานไร้สายหลัก (5G, LTE, WLAN, DVB-S2) ด้วยอัลกอริทึมชั้นฟิสิกส์ที่สมบูรณ์แบบและการดําเนินงานโปรโตคอล

• องค์ประกอบชั้นฟิสิกส์แบบ รวมถึงการโค้ดช่องทาง, โครงการการปรับปรุงและระบบการร่วมกัน
• ซิมูเลอร์สภาพช่องทางที่จริง โดยใช้ AWGN, การดับ, และรูปแบบหลายเส้นทาง
• ยืนยันการดําเนินการของโปรโตคอลที่ MAC และชั้นเครือข่าย
• การดําเนินการประเมินผลการทํางานระดับระบบอย่างเต็มที่

การเชื่อมโยงที่เรียบร้อยกับแพลตฟอร์ม SDR ที่ชั้นนํา ทําให้การรับรองทางการปฏิบัติ:

• ส่งและรับสัญญาณไร้สาย ผ่านอินเตอร์เฟซการเขียนโปรแกรมที่เข้าใจง่าย
• ทําการวิเคราะห์สเปคตรัลในเวลาจริงและการวัดปารามิเตอร์สัญญาณ
• การประเมินความแข็งแกร่งของระบบต่อการขัดขวาง ผ่านกรณีทดสอบที่ควบคุม
• การตรวจสอบความสอดคล้องกับมาตรฐานของอุตสาหกรรม โดยใช้เวกเตอร์การทดสอบที่สร้างขึ้นล่วงหน้า

การสร้างรหัสอัตโนมัติ ทําสะพานระหว่างการจําลองและการนําไปใช้

• สร้างรหัส HDL ที่ดีที่สุดสําหรับการนําไปใช้งาน FPGA
• สร้างรหัส C ที่มีประสิทธิภาพสําหรับการใช้งานที่ใช้โปรเซสเซอร์
• ดําเนินการทดสอบฮาร์ดแวร์ในลุปกับสภาพแวดล้อม RF จริงๆ

การรวม MATLAB/Simulink และ SDR ให้บริการความต้องการการพัฒนาแบบไร้สายที่หลากหลาย:

• การออกแบบระบบสื่อสารรุ่นใหม่ (5G/6G, เครือข่าย IoT)
• การพัฒนาอัลกอริทึมสําหรับเทคนิคการปรับปรุงและการรหัสที่กําลังเกิดขึ้น
• แพลตฟอร์มการศึกษาสําหรับโปรแกรมวิศวกรรมไร้สาย
• การวิจัยเทคโนโลยีวิทยุและการแบ่งเทคโนโลยีคลื่น

การแก้ไขที่บูรณาการจะนําไปสู่การทํางานที่ทันสมัย เช่น

• การสร้างสัญญาณและการรับสัญญาณที่ยืดหยุ่น สําหรับรูปคลื่นมาตรฐานและแบบจําเพาะ
• การรับรองผลงานในโลกจริง ภายใต้สภาพการแทรกแซง
• การวิเคราะห์สัญญาณเบนด์กว้างสําหรับการใช้งานการติดตามสายวิทยุ
• การบูรณาการ AI/ML โดยใช้สัญญาณที่จับได้สําหรับการฝึกแบบ

เครื่องมือนี้ยังคงมีความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ SDR อันดับต้นๆ ได้แก่

• อุปกรณ์แอนาล็อก ADALM-PLUTO
• เครื่องรับ RTL-SDR
• เครื่องวิทยุ USRP B/N/X/E
• แพลตฟอร์มที่ใช้ SoC ของ AMD และ Intel

ระบบนิเวศที่ครบวงจรนี้ เป็นการเปลี่ยนแปลงรูปแบบในการพัฒนาระบบไร้สายการรวมความยืดหยุ่นของซอฟต์แวร์กับผลงานของฮาร์ดแวร์ที่ทันสมัย เพื่อเร่งการนวัตกรรมในวงการสื่อสาร.