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LEARNING RESOURCE | 1 « MATLAB est indispensable pour le développement de notre technologie DPD, car il nous permet de rapidement tenter de nouvelles approches et d’identifier la meilleure avant de passer à la phase hardware. » - George Vella-Coleiro, CommScope Conception de systèmes de communication sans fil avec la nouvelle version de MATLAB Grâce à MATLAB, les ingénieurs spécialisés dans les systèmes de communication sans fil utilisent des algorithmes pour la simulation de systèmes complets, le test du matériel et l’implémentation de systèmes LTE, WLAN, 5G et autres systèmes de communication sans fil. Les fonctionnalités et produits MATLAB leur permettent de gagner du temps et de supprimer des étapes en : prouvant les concepts algorithmiques par la simulation et les tests OTA (over-the-air) à l’aide de radios logicielles et d’instruments RF ; analysant et optimisant le comportement du système à l’aide de simulations incluant des éléments numériques, RF et antenne ; éliminant les problèmes de conception avant de passer à l’implémentation matérielle et logicielle ; rationalisant la vérification grâce à l’utilisation de modèles MATLAB et Simulink en tant qu’environnement de test tout au long du cycle de vie du projet ; convertissant automatiquement des algorithmes en code HDL ou C pour le prototypage et l’implémentation ; réutilisant les modèles pour accélérer les itérations sur le design et les projets de nouvelle génération. Ces ingénieurs indiquent avoir réduit de 30% le temps de développement global et de 85% la durée de la vérification fonctionnelle, avoir réduit considérablement le nombre de remaniements du design et avoir créé des implémentations FPGA sans défaut dès le premier essai. «MATLAB est le meilleur outil possible pour la modélisation de la couche physique. » - Mike Fitch, British Telecom Découvrez la technologie DPD (article technique) Visionnez l’entretien portant sur la modélisation de petites cellules LTE « Le fait de disposer d’un seul modèle pour la simulation et l’implémentation nous a permis de réduire considérablement le temps de conception. » - Tomas Andersson, Ericsson Visionnez la présentation de la conception d’un banc d’essai maté- riel (vidéo) Utilisez MATLAB pour la conception et la simulation de systèmes de communication sans fil et la connexion au matériel pour le prototypage, l’implémentation et le test. Six méthodes qui permettent aux ingénieurs de gagner du temps

Conception de systèmes de communication sans fil … · Modèles de canaux (AWGN, évanouissement de Rayleigh dû à la propagation par trajets multiples, ... Estimation du canal,

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L E A R N I N G R E S O U R C E | 1

« MATLAB est indispensable pour le développement de notre technologie DPD, car il nous permet de rapidement tenter de nouvelles approches et d’identifier la meilleure avant de passer à la phase hardware. »

- George Vella-Coleiro, CommScope

Conception de systèmes de communication sans fil avec la nouvelle version de MATLAB

Grâce à MATLAB, les ingénieurs spécialisés dans les systèmes de communication sans fil utilisent des algorithmes pour la simulation de systèmes complets, le test du matériel et l’implémentation de systèmes LTE, WLAN, 5G et autres systèmes de communication sans fil. Les fonctionnalités et produits MATLAB leur permettent de gagner du temps et de supprimer des étapes en :

• prouvant les concepts algorithmiques par la simulation et les tests OTA (over-the-air) à l’aide de radios logicielles et d’instruments RF ;

• analysant et optimisant le comportement du système à l’aide de simulations incluant des éléments numériques, RF et antenne ;

• éliminant les problèmes de conception avant de passer à l’implémentation matérielle et logicielle ;

• rationalisant la vérification grâce à l’utilisation de modèles MATLAB et Simulink en tant qu’environnement de test tout au long du cycle de vie du projet ;

• convertissant automatiquement des algorithmes en code HDL ou C pour le prototypage et l’implémentation ;

• réutilisant les modèles pour accélérer les itérations sur le design et les projets de nouvelle génération.

Ces ingénieurs indiquent avoir réduit de 30% le temps de développement global et de 85% la durée de la vérification fonctionnelle, avoir réduit considérablement le nombre de remaniements du design et avoir créé des implémentations FPGA sans défaut dès le premier essai.

«MATLAB est le meilleur outil possible pour la modélisation de la couche physique. »

- Mike Fitch, British Telecom

Découvrez la technologie DPD (article technique)

Visionnez l’entretien portant sur la modélisation de petites cellules LTE

« Le fait de disposer d’un seul modèle pour la simulation et l’implémentation nous a permis de réduire considérablement le temps de conception. »

- Tomas Andersson, EricssonVisionnez la présentation de la conception d’un banc d’essai maté- riel (vidéo)

Utilisez MATLAB pour la conception et la simulation de systèmes de communication sans fil et la connexion au matériel pour le prototypage, l’implémentation et le test.

Six méthodes qui permettent aux ingénieurs de gagner du temps

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« Nous pouvons accélérer la simulation d’algorithmes sur notre cluster de calcul afin de les évaluer et de les vérifier de manière approfondie sur un grand nombre de scénarios et de conditions d’exploitation. »

- Lead research engineer, DOCOMO Beijing Labs

Ce que propose MATLAB :• La simulation de systèmes LTE/LTE-A et WLAN et la génération de formes

d’onde

• Des centaines d’algorithmes pour la conception en bande de base, le traitement numérique du signal et la logique de contrôle

• Des modèles pour les composants RF, canaux et antennes

• La simulation rapide de systèmes multidomaines à l’aide de Simulink

• Une exécution parallèle pour les simulations à grande échelle

• Des générateurs de signaux, des analyseurs et des mesures, y compris les mesures EVM, ACPR et ACLR

• La mesure du débit, du taux d’erreur binaire, du budget RF et autres mesures de performance

Pourquoi réaliser une simulation algorithme vers antenne ?

Les systèmes de communication sans fil hautement intégrés d’aujourd’hui couvrent les communications numériques, les systèmes RF et la conception des antennes, ainsi qu’une ou plusieurs normes de communication sans fil. Si vous concevez des algorithmes en bande de base sans prendre en compte les dégradations RF, ils risquent de ne pas fonctionner dans un environnement réel. Si vous concevez des dispositifs RF frontaux, les algorithmes de traitement numérique du signal et de contrôle numérique ainsi que la configuration de l’antenne ont un impact sur les performances et le coût du système.

De nombreux ingénieurs spécialisés dans les systèmes de communication sans fil s’appuient sur MATLAB pour développer rapidement des algorithmes. Les fonctions étendues de la version actuelle de MATLAB vont au-delà des algorithmes et couvrent la chaîne du signal de la bande de base jusqu’à l’antenne. Les entreprises de premier plan utilisent ces fonctions pour optimiser les designs et identifier les problèmes en amont, qu’il s’agisse de concevoir une liaison de communication ou un composant spécifique.

Pouvez-vous vous permettre d’attendre le matériel pour pouvoir valider les performances de votre système ? Ou encore de passer des semaines en laboratoire pour découvrir pourquoi votre algorithme ne fonctionne pas dans un environnement réel ? Vous pouvez éviter ces inconvénients en adoptant la version actuelle de MATLAB pour les systèmes de communication sans fil.

« Nous avions confiance, car les simulations nous donnaient des indications sur les performances du système. »

- Skip Cubbedge, DigitalGlobe

En savoir plus sur la simulation de systèmes MIMO

En savoir plus sur les satellites DigitalGlobe (témoignage utilisateur)

« Notre équipe RF et nos équipes de développement de systèmes numériques peuvent utiliser le langage commun MATLAB et Simulink. »

- Axel Westenweller, Harman Becker

En savoir plus sur la diffusion numérique Harman Becker (témoignage utilisateur)

À gauche : MATLAB permet aux ingénieurs spécialisés dans les systèmes de communication sans fil d’intégrer le code MATLAB et les modèles Simulink dans des simulations de systèmes multidomaines. Vous pouvez tester vos designs à l’aide dea signaux LTE ou WLAN conformes aux normes, et évaluer l’impact des designs d’émetteurs-récepteurs RF sur les performances du système.

En savoir plus sur la conception de signaux mixtes (témoignage utilisateur)

« Auparavant, il nous fallait quatre jours pour exécuter des simulations au niveau circuit afin d’identifier l’impact du bruit de phase. Grâce aux outils MathWorks, cela nous prend aujourd’hui une demi-journée, voire moins. »

- Liu Xin, IDT-Newave

Six méthodes qui permettent aux ingénieurs de gagner du temps

Conception de systèmes de communication sans fil avec la nouvelle version de MATLAB

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Découvrez l’architecture MATLAB pour la conception de systèmes de communication sans fil

Boîtes à outils pour la modélisation des systèmes RF et des antennes

DSP System Toolbox

Traitement du signal en streaming dans MATLAB et traitement du signal basé sur des trames dans Simulink

Algorithmes DSP optimisés pour une implémentation efficace

Outils de conception pour les filtres FIR, IIR, multi-étages, multicadences et adaptatifs, tels que les filtres CIC, polyphase, de Farrow et LMS

Outils Time Scope, Spectrum Analyzer et Logic Analyzer avec mesures (SNR, détection de crête, mémorisation des valeurs min/ max, analyse harmonique, etc.)

EXPLORER 400 fonctions 180 objets système 280 blocs Simulink 250 exemples téléchargeables

Communications System Toolbox

Algorithmes pour la conception de la couche physique (codage canal, modulation, OFDM, MIMO, égalisation, synchronisation, etc.).

Applications pour la visualisation et la mesure (taux d’erreur binaire, diagramme de constellation, diagramme de l’œil, etc.)

Modèles de canaux (AWGN, évanouissement de Rayleigh dû à la propagation par trajets multiples, évanouissement de Rice, évanouissements MIMO dûs à la propagation par trajets multiples, etc.)

Dégradations RF (bruit de phase, bruit thermique, non-linéarité, décalages de phase et de fréquence, etc.)

EXPLORER 350 fonctions 170 objets système 200 blocs Simulink 150 exemples téléchargeables

LTE System Toolbox

Modèles conformes à la norme et génération de formes d’onde pour les réseaux LTE et LTE-Advanced (Rel. 8-12)

Traitement en émission et réception et design de référence, multipoint coordonnée (CoMP) y compris

Modèles de test (E-TM) et canaux de mesure de référence (Reference Measurement Channel, RMC) pour les réseaux LTE, LTE-A et UMTS

Outils interactifs pour les tests de conformité et de taux d’erreur binaire

Récupération des paramètres système et de contrôle à partir des signaux capturés (Cell ID, MIB, SIB1, etc.)

Estimation du canal, canaux de propagation, synchronisation et fonctions du récepteur MIMO

EXPLORER 240 fonctions 60 exemples téléchargeables

WLAN System Toolbox

Modèles conformes à la norme pour les systèmes de communication WLAN

Formes d’onde de la couche physique configurables pour les normes IEEE 802.11ac et 802.11n/g/a/b

Émetteur, codage canal, modulation, mappage du f lux spatial, modèles de canaux (TGac et TGn) et récepteurs MIMO

Puissance du canal, masque spectral et bande passante occupée

Analyse des effets des designs RF et des sources d’interférence sur les performances du système

EXPLORER Nouvelles fonctions Nouveaux exemples téléchargeables

RF Toolbox

Définition de filtres RF, de lignes de transmission, d’amplificateurs et de mélangeurs en fonction de leurs paramètres réseau et de leurs propriétés physiques

Calcul des paramètres réseau des composants RF dans les configurations suivantes : en série, en parallèle, en cascade, hybride et hybride inversée

Création de modèles RF à l’aide de l’ajustement de la fonction rationnelle, et exportation de modèles Simulink ou Verilog-A

Calcul du facteur bruit et des points d’interception du troisième ordre pour les composants en cascade

Lecture et écriture des paramètres réseau dans des formats de fichier conformes aux normes de l’industrie

Visualisation des données à l’aide de l’abaque de Smith® et de tracés polaires et rectangulaires

EXPLORER 150 fonctions 44 classes 140 exemples téléchargeables

SimRF

Simulation du comportement du dispositif RF frontal au niveau du système

A mpl i f icateur, méla ngeur, paramètres S et autres blocs pour la concept ion d ’architec tures d’émetteur-récepteur sans fil

Simulation d’amplificateurs RF pour estimer le gain, le bruit et la distorsion d’intermodulation

Prédiction de la réjection d’image, du mixage réciproque, des décalages de phase de l’oscillateur local et de la conversion CD

Simulation de désadaptations dépendantes de la fréquence entre les composants linéaires et non- linéaires dans les domaines temporels et fréquentiels

Solveurs d’enveloppes de circuits pour une simulation haute-fidélité et multiporteuse des réseaux à topologies arbitraires

EXPLORER 48 blocs Simulink 40 exemples téléchargeables

Antenna Toolbox

Bibliothèques de 22 éléments antenne pour la conception et la visualisation de géométries paramétrées

Conception de réseaux d’antennes (linéaires et rectangulaires)

Analyse, au niveau du port, de l’impédance, des réflections et des paramètres S pour les antennes et les réseaux d’antennes

Analyse de champ du pattern, des champs électromagnétiques et de la largeur du faisceau des antennes et réseaux d’antennes

Analyse de surface du courant, de la charge et du maillage des antennes et des réseaux d’antennes

Analyse de réseau d’antennes pour le pattern élément embarqué et les coefficients de corrélation

EXPLORER 22 éléments d’antenne 50 appels de fonction 140 exemples téléchargeables

Phased Array System Toolbox

Algorithme de formation de faisceaux numériques pour les formes d’onde à large bande/bande étroite

Algorithmes de DOA (radar monopulse, balayage du faisceau, MVDR, Root MUSIC, ESPRIT, etc.)

Estimation et détection de la distance et du Doppler et traitement adaptatif spatio- temporel (Space-Time Adaptive Processing, STAP)

URA, ULA, UCA et réseaux de capteurs conformés avec perturbation et effets de polarisation

Formes d’onde continues et pulsées (avec modulation de fréquence, avec codage de phase, etc.)

EXPLORER 180 fonctions 90 objets système 100 exemples téléchargeables

Boîtes à outils pour les normes de communication sans fil et la conception d’algorithmes

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© 2016 The MathWorks, Inc. MATLAB and Simulink are registered trademarks of The MathWorks, Inc. See mathworks.com/trademarks for a list of additional trademarks. Other product or brand names may be trademarks or registered trademarks of their respective holders.

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Test OTA

Transmettez et recevez des signaux live LTE, WLAN ou personnalisés pour valider vos designs en conditions réelles avec un vaste éventail de matériel de radio. Utilisez des outils de visualisation et de mesures pour analyser les signaux à partir des tests OTA en laboratoire et sur le terrain.

Découvrez les plates-formes de radio logicielle supportées• Zynq et PicoZed SDR • Xilinx FPGA Radio• USRP®

• RTL-SDR

La fonction de contrôle indépendant des instruments supporte les générateurs et analyseurs de signaux Keysight, Rohde & Schwarz et Anritsu, ainsi que d’autres instruments RF.

Découvrez les instruments de type radio logicielle et RF supportés.

Prototypage et implémentation

Vous pouvez utiliser les modèles créés à l’aide de MATLAB et Simulink pour générer automatiquement du code HDL et C, et ainsi éliminer le codage manuel fastidieux et source d’erreurs. Créez des prototypes sur le matériel de radio logicielle supporté, et réutilisez le code généré pour une implémentation sur n’importe quelle cible FPGA, SoC ou ASIC.

Vous pouvez vérifier l’implémentation de votre algorithme à l’aide de la vérification FPGA-in-the-loop, effectuer une cosimulation avec les simulateurs HDL Cadence, Mentor et Synopsys, et générer automatiquement des modèles SystemVerilog pour la vérification ASIC.

Découvrez nos produits pour le prototypage et l’implémentation:

• HDL Coder

• HDL Verifier

• Fixed-Point Designer

• MATLAB Coder

• Embedded Coder

« Nous avons réutilisé le modèle Simulink en tant que harnais de test tout au long du cycle de vie du projet, générant ainsi des points de tests pour la cosimulation FPGA et les tests hardware-in-the-loop (HIL). »

- Francisco Javier Campos, AT4 wireless

« Auparavant, il fallait environ 8 heures à un ingénieur expérimenté pour préparer le banc d’essai d’un sous-système. Avec HDL Verifier, cela nous prend une heure. En outre, MATLAB génère les stimulis et effectue l’analyse, ce qui signifie que tous les résultats du test sont disponibles dans MATLAB pour le post-traitement. »

- Jason Plew, Harris Corporation

En savoir plus sur le développement de systèmes de test (témoignage utilisateur)

En savoir plus sur la vérification FPGA (témoignage utilisateur)

Utilisez MATLAB avec des instruments RF et du matériel de radio logicielle

Découvrez l’architecture MATLAB pour la conception de systèmes de communication sans fil