MathWorks：使用MATLAB进行5G开发（66页）.pdf

1、使用 MATLAB 进行 5G 开发使用使用 MATLAB 进行进行 5G 开发开发1.技术与设计2.新架构和算法3.加速原型开发和现场试验4.系统验证和测试1.技术与设计4使用 MATLAB 进行 5G 开发5G（第五代无线系统）是移动电信标准的下一个主要发展阶段。5G 的应用范围最终将涵盖移动宽带服务到下一代汽车和设备联网服务。最初的 5G New Radio(NR)规范于 2018 年 6 月完成并在 3GPP Release 15 规范中发布。现在，网络设备供应商、网络运营商、半导体供应商和设备制造商等各类行业参与者正在开发实施新标准的新产品。如果您已经熟悉 5G，可以直接跳转到第 2

2、-4 部分，其中讨论了使用 MATLAB 进行 5G 设计和开发的策略：新算法设计（第 2 部分）、加速原型开发和现场试验（第 3 部分）和系统验证（第 4 部分）。什么是什么是 5G?5使用 MATLAB 进行 5G 开发什么在推动什么在推动 5G 发展发展?两大趋势正在推动 5G 竞逐：对可以承载视频及其他富内容服务的无 线宽带的需求呈爆炸式增长；大量智能设备通过互联网进行通信的物联网(IoT)。为了实现这些目标，5G 将提供极高的宽带速度、超低延迟和极其可靠的网络连接。5G 网络和设备将需要大不相同的架构、无线接入技术和物理层算法。密集的小型蜂窝网络将作为大型基站的补充，运用毫米波技术并

3、采用大规模 MIMO 天线阵列。网络设备和用户设备中的处理组件将具有更高的集成度和自适应性。诸如混合波束形成之类的创新使开发无线系统的旧方式变得捉襟 见肘。这些高度整合的技术需要工程领域专业知识和工具做出相应 的整合。6使用 MATLAB 进行 5G 开发5G 术语和预期的应用术语和预期的应用通过提供比当前 4G 支持的宽带更高的带宽容量，5G 将实现更高的移动宽带用户密度，并支持超可靠的设备间通信和大规模机器类通信。eMBB 增强移动宽带 提供高容量和超高速移动通信，面向手机和基础设施、虚拟和增强现实、3D 和超高清视频以及触觉反馈URLLC 超可靠和低延迟 面向车辆对车辆(V2V)和车辆对

4、基础设施(V2I)通信、自动驾驶mMTC 大规模机器类通信 面向消费者和工业物联网、工业 4.0 关键任务机器对机器(MC-M2M)关键 5G 参数空中链路延迟1 毫秒端到端延迟（设备到核心）10 毫秒连接密度当前 4G LTE 的 100 倍区域容量密度1(Tb/s)/km2系统频谱效率10（比特/秒）/赫兹/小区每个连接的峰值吞吐率(下行链路)10 Gb/s 能效比 LTE 改进 90%以上7使用 MATLAB 进行 5G 开发5G 标准：时间表标准：时间表3GPP 标准化组织在全球众多参与者和贡献者的帮助下制定了无线 5G标准。2018 年 6 月最终确定的 3GPP 标准的第 15 版

5、引入了 5G 标准。物理层算法、毫米波技术和大规模 MIMO 架构将与 4G LTE 技术大相径庭。当前 5G 发展着重于实现如下技术：灵活基带和 RF 技术、混合波束成形和大规模 MIMO 系统，快速原型和现场试验，以及验证是否符合新标准规范。LTE 演进（阶段 C）版本 10版本 11版本 12版本 13版本 14版本 15版本 165G 研究、原型和试验5G 部署LTE 演进（阶段 B）LTE 演进（阶段 A）5G 标准第一版 5G规范：2018 年 3 月5G 产品第二版 5G规范：2020 年 3 月201020112012201320142015201620172018201920

6、2020213GPP 标准化时间表8使用 MATLAB 进行 5G 开发5G 的新物理层 的新物理层 5G 物理层将以多种方式背离 4G LTE，以提高频谱效率和数据速率。其中一个明显特征是有源主动天线和天线阵列数量的大幅跃升，以及波束成形和毫米波 RF 信号处理的相关问题。新的调制和编码方案、功率和低噪声放大器设计以及信道模型都需要进行开发。本电子书的第 24 部分详细讨论了 5G 设计和开发策略：新算法 设计（第 2 部分）、快速原型开发（第 3 部分）以及系统验证和现 场试验（第 4 部分）。数据信号9使用 MATLAB 进行 5G 开发毫米波高频运行毫米波高频运行更高的数据速率（多 G