5G Toolbox は、5G New Radio (NR) 通信システムおよび 5G-Advanced 通信システムのモデル化、シミュレーション、検証を目的とした、規格に準拠した関数や参照例を提供します。このツールボックスでは、リンクレベル シミュレーション、ゴールデン リファレンスによる検証、適合性テスト、およびテスト波形生成をサポートしています。
ツールボックスを使用して、エンドツーエンドの 5G NR 通信リンクの構成、シミュレーション、測定、解析が可能です。ツールボックスの関数を変更またはカスタマイズして、5G システムや 5G デバイスに実装する際の参照モデルとして使用できます。
このツールボックスには関数と参照例が用意されており、アップリンクとダウンリンクのベースバンド仕様の特性評価およびシステム性能に対する RF 設計と干渉源の影響をシミュレーションすることができます。プログラムからまたは無線波形発生器アプリを用いて対話的に、波形を生成してテストベンチをカスタマイズすることができます。これらの波形により、設計、プロトタイプ、および実装が 3GPP の 5G NR 仕様に準拠していることを確認できます。
波形生成
規格に準拠した 5G NR 波形を生成します。カスタム波形、NR テストモデルおよび FRC (fixed reference channel) を構成および生成します。無線波形発生器アプリを使用して、波形の作成、RF 劣化要因の追加、波形の可視化とエクスポートを対話的に実行できます。
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リンクレベル シミュレーション
エンドツーエンドの 5G NR 無線通信リンクをシミュレーションします。送信機、チャネルモデリング、受信機の操作を組み込みます。クラスター遅延線 (CDL) およびタップ付き遅延線 (TDL) チャネルモデルを適用します。ブロックエラーレートおよびスループット メトリクスを計算することによって、リンク性能を解析します。
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テストと計測
5G RF 送信機の性能を評価します。干渉が発生している NR RF 受信機をモデル化してテストします。RF リンク性能を特性評価します。隣接チャネル漏洩電力比 (ACLR) およびエラーベクトル振幅のメトリクスを測定します。
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MIMO およびビームフォーミング
チャネル状態情報 (CSI) フィードバックを使用して、符号化率、変調、レイヤー数、および MIMO プリコーディング行列などの送信パラメーターを調整します。時分割複信 (TDD) シナリオで、チャネル相互関係を利用するサウンディング基準信号を用いてアップリンクチャネルを推定します。CSI 基準信号を使用し、基準信号受信電力の測定値に基づいて最適な送信ビームを選択します。
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伝播およびチャネルモデル
TDL および CDL チャネルモデルを生成します。CDL チャネルモデルは、レイトレーシング解析の結果を利用して構成します。アンテナ素子、素子のパターン、レイヤー数、角度、遅延、減衰、およびクラスターパスなどのチャネル情報を確認します。
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セルサーチ手順
セルサーチおよび選択手順を実行し、マスター情報ブロックや最初のシステム情報ブロックなどの初期システム情報を抽出します。物理的なランダムアクセス チャネルをモデル化します。同期信号ブロックを使用して、ビーム掃引、測定、決定、レポート作成、および復元からなるビームマネージメント手順を実行します。
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システムレベル シミュレーション
5G NR ネットワーク内の複数の UE で共有されている周波数-時間リソースをシミュレーションします。メディアアクセス制御でのスケジュール方式の性能を、TDD モードおよび周波数分割複信モードで評価します。
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無線向け AI
無線技術向けの AI を適用して、5G NR の動作を最適化します。オートエンコーダー ニューラル ネットワークを使用して、ダウンリンク CSI を圧縮します。ビーム選択用の Deep Q-Network (DQN) 強化学習エージェントの学習を行います。チャネル推定用の畳み込みニューラル ネットワークの学習を行います。
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製品リソース:
「5G New Radio セルサーチおよびマスター情報ブロックリカバリが組み込まれた MathWorks の作業例から開始して、お客様の要件に合わせて設計を変更しました。これにより作業が簡略化され、時間を大幅に節約できました。」
Vinoth Thuruvas, Capgemini