Descripción general de los frameworks de aplicación para LabVIEW Communications
Información general
La demanda insaciable de conexiones de datos inalámbricas confiables y ubicuas, pero asequibles, tanto para personas como para máquinas, está ejerciendo una tremenda presión sobre la industria inalámbrica. El consenso de la industria indica que la próxima generación de redes inalámbricas (5G) necesita mejorar la capacidad mil veces para 2020 sin un aumento proporcional en el costo. Para responder a este desafío tecnológico, los investigadores de inalámbricos deben pensar fuera de la caja y más allá del entorno de simulación de escritorio. Necesitan avanzar hacia la generación de prototipos en tiempo real de sistemas inalámbricos para explorar por completo las innovaciones necesarias.
Sin embargo, la generación de prototipos inalámbricos en tiempo real es una tarea costosa y requiere mucho tiempo. Se deben considerar muchos factores, incluyendo las diferentes habilidades requeridas y la falta de una plataforma de hardware común. Pero el desafío más importante es la falta de puntos de partida viables para los estándares inalámbricos prevalecientes como LTE y 802.11, así como nuevas tecnologías como entrada múltiple, salida múltiple (MIMO) masiva.
Los frameworks de aplicación LTE, 802.11 y MIMO proporcionan diseños de referencia de capa física (PHY) y de control de acceso a medios (MAC) listos para ejecutar, abiertos y modificables. Están compuestos por bloques modulares PHY y MAC de banda base implementados utilizando LabVIEW Communications System Design Suite (LabVIEW Communications). Los frameworks están diseñados para ejecutarse en un FPGA y un procesador de uso general, que están perfectamente integrados con frontales analógicos y de RF del hardware de radio definida por software (SDR) de NI.
Frameworks de aplicación para LabVIEW Communications
Contenido
- LabVIEW Communications LTE Application Framework
- LabVIEW Communications 802.11 Application Framework
- LabVIEW Communications MIMO Application Framework
- Recursos adicionales
Estos frameworks de aplicación proporcionan un punto de partida para que los investigadores encuentren maneras de mejorar y construir sistemas de generación de prototipos. Algunos ejemplos de investigación incluyen explorar nuevos algoritmos y arquitecturas que pueden soportar el tremendo aumento del número de terminales, inventar nuevas formas de onda para modular y demodular las señales, o encontrar nuevas arquitecturas de múltiples antenas que exploten completamente los grados de libertad en el medio inalámbrico.
Los frameworks están diseñados desde cero para ser fácilmente modificable. Esto permite a los investigadores de inalámbricos poner en marcha rápidamente su prototipo en tiempo real de acuerdo a los estándares LTE y 802.11, así como en la tecnología MIMO. Pueden enfocarse principalmente en determinados aspectos del protocolo que desean mejorar, modificar fácilmente los diseños y comparar sus innovaciones con los estándares existentes.
Los bloques PHY y MAC están documentados en el producto y presentados en forma de diagrama de bloques gráfico usando LabVIEW Communications. Tienen interfaces claramente definidas, evaluaciones documentadas del rendimiento del sistema y uso de recursos informáticos. Además, LabVIEW Communications se envía con una aplicación de transmisión de video que muestra la transferencia de los datos en tiempo real usando estos enlaces inalámbricos que cumplen con los estándares.
Los parámetros relevantes para los enlaces inalámbricos son fácilmente ajustables desde el panel frontal del software generado con LabVIEW Communications. Además, las métricas de enlace relevantes, incluyendo el espectro de potencia recibida, la constelación recibida, el rendimiento y las tasas de error de bloque, también se muestran para una fácil evaluación de la calidad del enlace. Permiten a los investigadores comprender los efectos de varios parámetros en el rendimiento de las comunicaciones.
Estos frameworks de aplicación, combinados con la facilidad de desarrollo que ofrece LabVIEW Communications y la perfecta integración con el hardware NI SDR, permiten a los investigadores de inalámbricos innovar más rápido y reducir el tiempo de comercialización de sus próximas innovaciones.
LabVIEW Communications LTE Application Framework
La última versión de LabVIEW Communications LTE Application Framework incluye:
- Subconjunto de una capa física compatible con 3GPP-LTE versión 10
- Configuración de SISO
- Operación por aire de ciclo cerrado con estado del canal y retroalimentación ACK/NACK
- Ancho de Banda 20 MHz
- Canal compartido de enlace descendente físico (PDSCH) y canal de control (PDCCH)
- Rendimiento de datos de hasta 75 Mbps
- Modo de prefijo cíclico normal
- Estructura de 5 marcos de configuración FDD y TDD
- Modulación QPSK, 16-QAM y 64-QAM
- Asignaciones de bloques de recursos físicos variables (PRB)
- Codificación de canales de datos compatible con LTE
- Señales de referencia específicas de celda y específicas de UE
- Señal de sincronización primaria
- Señal de referencia de sondeo (SRS)
- Algoritmos del receptor
- Control automático de ganancia
- Sincronización basada en PSS que incluye seguimiento de tiempo y frecuencia
- Estimación de canal y ecualización de canal forzado a cero
- MAC básico para permitir la transmisión de datos basada en paquetes y el framework de adaptación MAC para la adaptación de velocidad
- Soporte de hardware para módulos USRP RIO, USRP-RIO autónomo, NI Linux Real-Time, PXIe-7975/7976 PXI para FlexRIO y módulo adaptador de RF NI-5791 para FlexRIO
- API L1/L2 para interactuar con MAC superior
LabVIEW Communications 802.11 Application Framework
La última versión de LabVIEW Communications 802.11 Application Framework incluye:
- Subconjunto de una capa PHY 802.11a/g/ac
- Transmisión SISO
- Legado de ancho de banda 20 MHz (802.11a)
- Modos VHT 20MHz/40MHz hasta MCS 9 (802.11ac)
- Modo VHT 80 MHz hasta MCS 4 (802.11ac)
- Soporte de modulación BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM y 256-QAM
- Codificación convolucional y decodificación de Viterbi
- Algoritmos del receptor
- Capacitación en detección de paquetes basada en campo
- Sincronización de tiempo y frecuencia, estimación de canales y ecualización de canal forzado a cero
- Demodulación y decodificación de señales basadas en campo
- Compensación de fase
- Capa MAC inferior
- Interfaz MAC y PHY: PHY-SAP de acuerdo al estándar 802.11
- Generación y reconocimiento MPDU
- Direccionamiento multinodo, verificación de tipo de marco y CRC, generación ACK compatible con temporización SIFS (16 µs)
- Información clara de evaluación de canales (CCA) de PHY, procesada por MAC
- Procedimiento CSMA/CA
- Retransmisión
- Soporte de RTS, CTS y NAV
- API L1/L2 para interactuar con MAC superior
- Soporte de hardware para módulos USRP RIO, USRP-RIO autónomo, NI Linux Real-Time, PXIe-7975/7976 PXI para FlexRIO y módulo adaptador de RF NI-5791 para FlexRIO
LabVIEW Communications MIMO Application Framework
La última versión de LabVIEW Communications MIMO Application Framework incluye:
- Soporte de SU-MIMO, MU-MIMO y MIMO Masivo
- Cobertura de frecuencia 50 MHz - 6 GHz
- Ancho de banda 20 MHz TDD UL y DL
- Número escalable de antenas de estación base desde 2 hasta 128
- Número escalable de antenas de estaciones móviles hasta 12 antenas
- Soporte para hasta 12 flujos espaciales
- Estructura de marco totalmente reconfigurable basada en LTE
- 128x12 MMSE, ZF, MRC MIMO precodificador/ecualizador FPGA IP
- Soporte de modulación 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM y 256-QAM
- Calibración de reciprocidad de canal que permite la pre-codificación basada en reciprocidad
- Control de potencia de ciclo abierto y AGC
- Sincronización por aire
- La funcionalidad MAC básica soporta la transmisión de datos de usuario basada en paquetes en DL y UL para permitir aplicaciones de transmisión de datos como la transmisión en video
Recursos adicionales
- Descargue la última versión del manual del LTE Application Framework
- Descargue la última versión del manual 802.11 Application Framework
- Descargue la última versión del manual MIMO Application Framework
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