Communications Toolbox

通信システムの物理層の設計とシミュレーション

 

Communications Toolbox™ は、通信システムの解析、設計、エンドツーエンドのシミュレーション、および検証のためのアルゴリズムおよびアプリを提供します。チャネル符号化、変調、MIMO、OFDM などのツールボックス アルゴリズムを使用すると、標準規格に基づく、またはカスタム設計の無線通信システムの物理層モデルの構成およびシミュレーションが可能です。

このツールボックスには、波形生成アプリ、コンスタレーション ダイアグラムおよびアイ ダイアグラム、ビット誤り率など、設計の検証に使用する解析ツールおよびスコープが用意されています。これらのツールを使用すると、信号の生成および解析、チャネル特性の可視化、エラーベクトル振幅 (EVM) などのパフォーマンス指標の取得が可能です。ツールボックスには、SISO および MIMO の統計モデルおよび空間チャネルモデルが含まれています。チャネル プロファイル オプションにはレイリー、ライス、WINNER II などのモデルが含まれています。また、RF 損失 (RF の非線形性、キャリアオフセットなど) や補正アルゴリズム (キャリア同期装置、シンボルタイミング同期装置など) も含まれています。これらのアルゴリズムを使用すると、リンクレベルの仕様を現実に即してモデル化し、チャネルでの劣化の影響を補正することができます。

Communications Toolbox と RF 機器またはハードウェア サポート パッケージを組み合わせて、送信機モデルおよび受信機モデルを無線デバイスに接続し、無線実信号によるテストで設計を検証します。

今すぐ始める:

エンドツーエンドのシミュレーション

通信システムのリンクレベルのモデルをシミュレーションします。また、What-if シナリオを検討し、システム パラメーターのトレードオフを評価します。このほか、期待されるパフォーマンス測定値 (BER、PER、BLER、スループットなど) を取得します。

変調とチャネル符号化

チャネル符号化 (畳み込み、ターボ、LDPC、TPC など)、変調 (OFDM、QAM、APSK など)、スクランブル、インターリーブ、およびフィルター処理のシステム コンポーネントを指定します。

RF 衛星リンク。

受信機の設計と同期

フロントエンド受信機、および AGC、I/Q 不均衡の補正、DC ブロック、タイミング同期、キャリア同期などの同期コンポーネントのモデル化およびシミュレーションを行います。

おおまかな同期と細かな同期を使用した周波数オフセット QAM の補正。

リンクレベルのパフォーマンス指標

BER、BLER、PER、およびスループットの各測定値を使用してリンクレベルのパフォーマンスの特性を評価します。

AWGN チャネルにおける LDPC のパフォーマンスの推定。

チャネル モデリング

ノイズ、フェージング、および RF 損失の干渉モデルの特性を評価します。自由空間および大気伝搬効果による経路損失が考慮されます。

ノイズおよびフェージング チャネル

AWGN、マルチパス レイリー フェージング、ライスフェージング、WINNER II 空間チャネル モデルなどのチャネルノイズおよびフェージングモデルをシミュレーションします。

WINNER II チャネルモデルを使用した複数のフェージング チャネル。

RF 損失

非線形性、位相ノイズ、I/Q 不均衡、熱雑音、位相および周波数のオフセットなどの RF 損失の影響をモデル化します。

RF 損失を組み込んだエンドツーエンドの QAM シミュレーション。

Waveform Generation

Generate a variety of customizable or standard-based physical layer waveforms. Use the Wireless Waveform Generator app to create test signals. Use waveforms as golden references for your designs.

Wireless Waveform Generator アプリ

変調波形 (OFDM、QAM、PSK、WLAN 802.11 など) の生成、損失、可視化、およびエクスポートが可能です。

波形の生成、可視化、エクスポートおよび RF 損失の適用。

標準規格に基づく波形

DVB、MIL-STD 188、テレビ放送および FM 放送、ZigBee®、NFC、WPAN 802.15.4、cdma2000、1xEV-DO などを含むさまざまな信号の標準規格に準拠した波形を生成できます。

DVB-S.2 リンク (LDPC 符号化を含む)。

MIMO 処理

複数のアンテナ手法を使用する MIMO および Massive MIMO で、システムのパフォーマンスを大幅に向上させます。また、MIMO 受信機とチャネルの特性を評価します。

MIMO 技術

Massive MIMO ハイブリッド ビームフォーミングの影響をシミュレーションします。また、送信ダイバーシティおよび受信ダイバーシティの実行、システムのパフォーマンスに対する時空間ブロック符号化および空間多重化の影響のシミュレーションを行います。

Massive MIMO ハイブリッド ビームフォーミング。

MIMO チャネルと受信機

MIMO マルチパス フェージングおよび WINNER II 空間チャネルモデリングを適用し、MIMO チャネルの推定およびイコライズなどの MIMO 受信機コンポーネントをモデル化します。

WINNER II チャネルモデルを使用したマルチユーザー MIMO。

可視化と解析

ノイズや干渉に対するシステムの応答を解析し、システムの挙動を検討した上で、結果として得られる性能が要求仕様を満たすかどうかを判断します。

信号の可視化

コンスタレーション ダイアグラムおよびアイ ダイアグラムのスコープを使用して、さまざまな損失や補正の影響を可視化します。

アイ ダイアグラムおよびコンスタレーション ダイアグラムの信号の可視化および測定。

信号測定

標準的な測定値 (EVM、ACPR、ACLR、MER、CCDF、アイ開口率、ジッター、立ち上がり時間、立ち下がり時間など) を計算し、システムのパフォーマンスの特性評価を定量的に行います。

ZigBee システムの EVM 測定。

ソフトウェア無線

送信機モデルおよび受信機モデルを無線デバイスに接続し、実信号を送受信して設計を検証します。

サポート対象の無線

ADALM® Pluto®、RTL-SDR、USRP®、Xilinx® Zynq® に基づく無線など、サポート対象のさまざまなソフトウェア無線 (SDR) に波形を接続します。

送信機および受信機

ADS-B 信号による飛行機追跡、メーターの自動読み取り、RBDS による FM 放送、FRS/GMRS 受信機など、取得した無線実信号または通信中の無線実信号を処理します。

取得した SDR 信号を処理してスペクトル センシングを実行。

Bluetooth

Bluetooth 通信システムの設計、モデル化、シミュレーション、およびテストを行います。

搬送波対干渉比性能 テストの可視化。

メッシュ ネットワークのシミュレーションと干渉のモデル化

Bluetooth メッシュ ネットワークのモデル化とシミュレーション。共存メカニズムをシミュレーションして、BLE ネットワークでの WLAN の干渉を解析します。

Bluetooth メッシュ ネットワークのメッセージ フロー。

プロトコル層と MAC モデリング

BLE リンク層パケットと L2CAP フレームの生成および復号化を行います。BLE デバイス間の接続確立に使用するリンク層ステート マシンをモデル化します。

クライアント (スマートフォン) とサーバー (センサー) の間でパケットを交換するためのプロトコル。

PHY および MAC のコシミュレーション

物理層 (PHY) およびメディアアクセス制御層 (MAC) を組み合わせた処理をモデル化およびシミュレーションします。

パケット化された通信

ALOHA または CSMA/CA の MAC アルゴリズムによるデータ リンク層処理など、パケット化されたモデムをモデル化およびシミュレーションします。

標準規格に基づく MAC フレーム

ZigBee (IEEE® 802.15.4)、NFC などのさまざまな標準規格の MAC フレームを生成および復号化します。

ZigBee MAC フレームの生成および復号化。

新機能

ディープ ラーニングによる RF フィンガープリント

シミュレーションや実測により取得されたデータを使用し、無線周波数 (RF)フィンガープリント の畳み込みニューラル ネットワーク (CNN) を設計して学習

Bluetooth Low Energy BR/EDR 波形生成およびリンクレベル シミュレーション

Bluetooth® 基本レート (BR) および拡張データ レート (EDR) PHY 波形の生成、復調、および復号化

レイトレーシングによる RF 伝播

レイトレーシングを使用して総受信電力を予測し、カバレッジ マップを生成

これらの機能や対応する関数の詳細については、リリースノートをご覧ください。