Связь
В индустрии связи команды инженеров решают задачи разработки все более сложных продуктов за меньшее количество времени, одновременно придерживаясь постоянно меняющихся стандартов, таких как UMTS, LTE,WiMAX, TD-SCDMA и VDSL.
Эти специалисты используют продукты MathWorks, чтобы создавать инновационные решения быстрее конкурентов. MATLAB® и Simulink® помогают:
- Эффективно проектировать алгоритмы и системы связи
- Комбинировать цифровые, аналоговые/смешанные сигналы, создавать логику управления и моделировать канал передачи данных в единой системе
- Использовать модель системы как рабочий прототип для симуляции и верификации
- Проверять реализацию физического и прикладного уровня на модели системы
Закажите бесплатный комплект материалов для связи и телекоммуникаций (материалы на английском языке)
Команды по разработке радиоинтерфейса и внешнего интерфейса используют среду MATLAB и Simulink, чтобы быстро описать, как взаимодействуют радиочастотные компоненты, цифровая обработка сигналов и другие компоненты, что приводит к более продуктивной совместной инженерной работе и ускорению итераций проектирования на системном уровне.
Сокращение времени проектирования вдвое
Раннее исследование поведения системы аналоговых и смешанных сигналов и радиочастотных компонентов занимает долгое время при использовании низкоуровневых инструментов. Инструменты MathWorks позволяют проводить раннее исследование поведения системы, включая смешанные сигналы и радиочастотные элементы. Инженеры по коммуникациям создают модели систем на более высоком уровне абстракции, при необходимости объединяя обработку цифровых сигналов и остальное поведение системы, характерное для этой области. Это позволяет быстро моделировать систему с реалистичными эффектами среды для улучшения ее общего дизайна. Алгоритмы и другие модели компонентов облегчают совместную работу команд и могут быть повторно использованы для реализации и верификации.
Например, для улучшения проекта усилителя при снижении стоимости компонентов инженеры могут создавать модели цифровых алгоритмов на режимах до искажения, сравнивать их с аналоговыми реализациями, проверять их поведение с помощью системного моделирования и совместно использовать их как эталонные модели. Эти эталонные модели помогают командам быстро проверить реализованные алгоритмы в конечных продуктах.
Быстрая проверка совместной работы подсистем
Объединение аналоговых подсистем и подсистем с монополосной передачей с моделями системного уровня позволяет на ранних стадиях обнаруживать дефекты разработки внутри подсистем и дефекты в их граничных интерфейсах. В среде MATLAB и Simulink инженеры-разработчики систем связимогут соединять созданные модели подсистем в различных формах и на разных уровнях достоверности (например, модели HDL с помощью Mentor Graphics® ModelSim®, код C для цифровых сигнальных процессоров (ЦСП) с помощью Texas Instruments™ Code Composer Studio™, и модели аналоговых схем с помощью Cadence® Virtuoso®). Таким образом, есть возможность гарантировать, что подсистемы смогут работать вместе, и что разработки отвечают исходным спецификациям.
После того как модель системы создана, ее можно использовать как экспериментальный стенд и эталонную модель для реализации подсистем. Экспериментальный стенд и входные и выходные данные также могут быть использованы с тестовым оборудованием для верификации прототипа или конечного продукта.
Выполнение сроков и соответствие требованиям к качеству
Жесткий график разработки может повлиять на качество реализации радиоинтерфейса. С единой средой проектирования на базе MATLAB и Simulink инженерные команды по разработке радиочастотных и цифровых компонентов могут быстрее завершать этапы проекта, улучшая разработки и минимизируя ошибки, придерживаясь при этом графика.
Обработка модулирующих сигналов
Инженерные команды используют среду MATLAB и Simulink, чтобы справиться со сложностью и масштабом проектов по обработке модулирующих сигналов.
Разработка алгоритмов в короткие сроки
Сегодня подавляющее большинство инженеров используют среду MATLAB для разработки алгоритмов обработки модулирующих сигналов. С использованием среды MATLAB программирование ведется в несколько раз быстрее, чем с помощью C/C++ и других языков программирования. Экономия времени осуществляется за счет работы на высоком уровне абстракции и использования внешних библиотек предварительно собранных алгоритмов обработки сигналов, таких как быстрые преобразования Фурье (FFT), фильтры и модуляторы. Это позволяет легко разрабатывать модели, основанные на OFDM или QAM, и адаптировать их к развивающимся стандартам, таким как UMTS, WiMAX и LTE.
Гарантия совместной работы подсистем обработки сигналов и управляющей логики
С помощью среды MATLAB и Simulink инженерные команды могут описывать алгоритмы обработки сигналов и управляющую логику в единой модели системы. Инженеры могут описывать алгоритмы обработки сигналов, используякод MATLAB, блоки Simulink или произвольный C или HDL код и подключать управляющую логику, выраженную в виде кода MATLAB или конечных автоматов.
Чтобы убедиться, что различные подсистемы корректно работают совместно, проводится моделирование полной системы. С помощью технологии параллельных вычислений MathWorks инженеры также могут воспользоваться преимуществами многоядерных компьютеров и вычислительных кластеров, чтобы ускорить длительные моделирования для тестирования коэффициента ошибок по битам (BER) и вариации параметров.
Инженеры могут повторно использовать модель системы в качестве экспериментального стенда, включив модели подсистем на уровне реализации (в виде кода C, HDL или аналоговых схем) в процесс моделирования. Результаты можно напрямую сравнить с результатами исполнения модели системы без дополнительных скриптов или тестовых стендов. Эталонные модели также можно использовать для генерации тестовых векторов для верификации аппаратных прототипов. Присоединив аппаратный прототип и контрольно-измерительное оборудование к эталонной модели, инженеры могут посылать тестовые векторы на прототип, собирать результаты и сравнивать их с результатами моделирования.
Ускорение циклов проектирования и повышение качества
Проектирование на высоком уровне абстракции может значительно улучшить качество проекта по обработке модулирующих сигналов. Среда разработки MATLAB и Simulink позволяет инженерам быстро построить модель и смоделировать проектные идеи. Это означает возможность проведения большего числа программных экспериментов для улучшения разработок и обнаружения недостатков проектирования.
Инженеры работают на нескольких уровнях абстракции, чтобы протестировать как общие концепции, так и детали реализации. По сравнению с программированием на языках более низкого уровня, среда MATLAB и Simulink позволяет объединить гибкий язык технических вычислений и простоту и продуктивность инструмента по проектированию систем на более высоком уровне. При этом, если необходимо, имеется возможность использовать несколько уровней абстракции при проектировании. Кроме этого, инженерные команды улучшают верификацию систем обработки модулирующих сигналов, быстро и многократно проверяя разработки систем — сначала относительно исходной спецификации, затем относительно конечной реализации — используя связи с внешними симуляторами, аппаратными прототипами и контрольно-измерительным оборудованием.
Создание моделей проводных и беспроводных каналов
Чтобы промоделировать и верифицировать мобильные телефоны, базовые станции и оптоволоконное оборудование, инженерам-разработчикам систем связи необходим сложный набор моделей проводных и беспроводных каналов. Среда MATLAB и Simulink используется для разработки моделей каналов как для компьютерного моделирования, так и для аппаратного прототипирования, что дает возможность анализировать поведение системы связи при различных сценариях искажений.
Верификация разработанных систем связи с помощью моделей каналов
Среда MATLAB и Simulink дает инженерам стартовое преимущество, предоставляя готовые к использованию модели каналов, которые можно интегрировать в модель системы для моделирования различных искажений. При необходимости инженеры также могут легко изменять модели каналов.
Как результат, поставщики оборудования получают возможность верифицировать разработки заранее и снизить необходимость в построении и тестировании аппаратных прототипов и сетевого тестового оборудования.
Запуск моделей каналов на ПЛИС (FPGA)
Представление MIMO-каналов в виде модели – не простая задача. Также как и исполнение таких моделей. Поэтому моделирование протокола 4G или систем и протоколов связи следующего поколения может занять несколько дней или даже недель. Инженеры имеют возможность выполнить такую работу значительно быстрее, используя возможности ПЛИС вместе с инструментами MathWorks и инструментами сторонних производителей, таких как Xilinx® System Generator и Altera® DSP Builder.
Инженеры автоматически генерируют код HDL из моделей каналов с большим числом входов и выходов, разработанных в среде MATLAB и Simulink, и реализуют модель канала напрямую на плате ПЛИС, чтобы эмулировать эффекты MIMO-каналов при аппаратно-программном моделировании.
Создание моделей трафика, исследование производительности сети
Инженеры используют среду MATLAB и Simulink для создания и исполнения моделей поведения сетевого трафика и прогнозирования производительности сети — этот процесс критически важен и дает конкурентное преимущество при проектировании и развертывании сетей и услуг связи следующего поколения.
Достоверное проектирование сетей и услуг
Современные сети передачи данных могут использоваться для передачи аудио- и видеоинформации с определенным уровнем качества. Сетевые операторы используют продукты MathWorks для создания моделей и прогнозирования факторов, влияющих на производительность сети, таких как перегрузка, конфликт при разделении ресурсов и задержки процессов.
Использование моделей трафика для прогнозирования производительности сетевого оборудования
Производители сетевого оборудования используют продукты MathWorks для создания точных и обладающих возможностью повторного использования моделей коммуникационного оборудования и протоколов для моделирования использования сети и каналов, а также для изучения влияния добавления новых услуг в существующие сети.
Инженеры используют модели трафика для определения проблем задержки, блокирования и нехватки ресурсов, присущих конфигурации сети передачи данных. Эти модели позволяют производителям оборудования демонстрировать и доказывать производительность и исправность своих продуктов планировщикам сетей и поставщикам услуг. Планировщики сетей используют модели, созданные производителями оборудования, для изучения и сравнения различных вариантов конфигурации сети и рекомендуют наиболее эффективные решения поставщикам услуг.
Создание моделей физического и сетевого уровней в единой среде
Инженерам необходимо моделировать и проверять производительность сети до того, как будет разработан физический уровень, или же независимо от поведения физического уровня. Чтобы помочь в проведении независимого моделирования производительности сети, среда MATLAB и Simulink поддерживает создание как зависящих от времени, так и дискретно-событийных моделей, учитывающих очереди, серверы и генераторы трафика. Инженеры также используют инструменты для создания моделей производительности сети и физического уровня в единой среде. Для этого модели сетевого трафика объединяют с компонентами физического уровня, включая конечные автоматы, обработку сигналов и подсистемы смешанных сигналов, моделируя одновременно дискретно-событийное и динамическое поведение системы.
