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发布时间:2020-01-17 01:32:11 编辑:笔名

MathWorks如何助力设计工程师解决七大5G开发难题

据悉,相关国际标准组织将于2018年正式公布版本的5G标准。在此之前,中国移动、华为、爱立信、诺基亚等多家国内外企业均表示,相关国际标准组织正在推进统一的5G标准的编制工作,预计版本的5G标准将在2018年完成并推出,为5G络正式商用,以及后续各类信息服务应用奠定基础。在5G标准的产业链中,谁能够在技术上拥有更多的优势,谁就能获得更多的发展机会。

“与4G标准相比,5G在性能方面有很多特殊的要求,也给开发者带来了许多挑战,而我们的工作就是推出开发工具帮助开发者克服这些困难。”MathWorks全球产品市场经理赵志宏先生在近举行的一次媒体专访活动中表示。

MathWorks全球产品市场经理赵志宏先生

新技术新挑战

5G作为未来10年通信系统的基础框架。面临高速度(20Gbps以上)

,低延时(10ms),万物接入的挑战,同时,5G的研发企业同时需要面临系统复杂、研发周期短等严苛的挑战。

“5G标准性能要求的提出,给工程师的开发带来了很多挑战,同时对工程师的要求也会越来越高。”而赵志宏先生则认为,这些挑战需要更加先进的工具来降低设计实现的难度和风险。

具体来看,开发方面的挑战主要集中在几个方面,首先,在5G的设计上,要求设计工程师需要在现有的基础上掌握更多领域的技术。“我们遇到的问题是,基带工程师不仅仅要处理基带的问题,射频工程师也不仅仅要处理射频的问题,他们会出现技术方面的交叉。这就要求设计工程师能够处理跨领域方面的问题。”

其次,在2G、3G、4G时代,通信技术存在多个制式标准,技术水平不一,全球通信漫游,仍存在一定的障碍和门槛。即将到来的5G时代,虽然存在着技术路线和标准之争,但全球应实行统一的5G标准已经成为业界共识。开发速度,投放市场的周期将会对一个公司的生存起到巨大的影响。

但是,随着5G对于性能的要求愈加复杂,开发的周期和产品的检验、验证周期花费也越来越多。任何设计方面的失误,都可能对终的产品造成致命的影响。“因此,我们看到的一个趋势是,很多公司会投入更多的资金和时间在产品验证上,这与市场对于开发速度和周期的要求是相互制衡的。”

七种武器

赵志宏先生在采访中提出5G系统工程师在开发过程中主要涉及七种技能:系统构架、DSP算法、软件开发、数字逻辑硬件、混合信号硬件、射频和天线设计。传统通信系统实现过程中数字、模拟、射频、天线,各个部分泾渭分明的情况不复存在。系统工程师需要多个领域的协作才有可能实现一个5G系统。

“MathWorks能够提供全套的解决方案,帮助设计工程师将这些技术结合在一起,为设计者提供一个更好、更实用的设计流程。”

例如,在建立系统构建方面,MathWorks提供一套符合LTE和WLAN标准的库元件,用这些库元件,设计工程师能够很容易地在MATLAB和Simulink中将端到端的系统完全设计出来。MATLAB和Simulink的设计模型不仅可以作为今后产品化的参考原型,也可以复用在后续的测试阶段。

数字信号处理是 MathWorks的传统强项。除了传统的设计方法之外,DSP 系统工具箱还支持流处理和自动代码生成功能。

软件和硬件开发上,MathWorks有一套成熟的从模型到C代码自动生成的方法,已经广泛应用到各个领域。另外,也可以在模型中直接导出优化的可综合 HDL代码。

在实际硬件设计过程中,只有有效的数模混合设计才能满足5G的性能设计需求,一个的典型应用是数字预失真模块的设计。MathWorks在传统数字算法基础上,发展出一套适合数字模拟混合设计的方法和模块,在国内,典型的成功案例就是上海贝尔基于此方法实现了DPD模块设计,节约了迭代周期,复用了90%的代码。

射频和天线方面,赵志宏先生主要提到了射频工具箱(RF Toolbox)和2015年新推出的天线工具箱,R2016b的射频工具箱还包括了新的射频的预算分析功能。弥补了整个通信链路的一环。

在广度和深度上,MathWorks的工具链为5G无线通信设计提供了一套完整的解决方案。

“我们的优势在于,能够为算法设计,系统建模和技术研究提供快速、灵活的算法开发、

设计和分析平台;为设计工程师提供数字、射频和天线联合仿真环境;针对FPGA、ASIC或内嵌处理器产生优化的HDL和C代码;同时还支持测试设备厂商的信号发生器和测量设备。”赵志宏先生在谈到MathWorks的技术优势时表示。

未来,随着5G通信标准的逐步确立,万物互联的逐步实现,需要构建一个更加丰富和完整的信息体系,扩大通信产品信号的覆盖范围,为即将到来的5G时代打开通道,而MathWorks将会通过其特有的技术和软件助力5G的发展!

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