《電子技術(shù)應(yīng)用》
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MATLAB助力4G通信系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

2012-03-31
作者:王 偉
來源:來源:微型機與應(yīng)用2012年第2期

    隨著對更高數(shù)據(jù)速率和更快信號傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L,以及通信標準的不斷更新,,現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計面臨諸多挑戰(zhàn),,如更寬帶寬、更加智能,、更高兼容性、更高品質(zhì)的多媒體支持以及更加低廉的通信成本等。這就使得開發(fā)者在通信系統(tǒng)的設(shè)計過程中需留意快速的設(shè)計迭代,、可重用與可配置設(shè)計。
    作為全球科學計算和基于模型設(shè)計的軟件供應(yīng)商的領(lǐng)導者,,為應(yīng)對3G通信系統(tǒng)到4G通信系統(tǒng)的演化所帶來的算法復雜度增加等問題,, MathWorks公司推出一系列工具,幫助工程師完成算法開發(fā),、仿真與驗證的進程,,提高了開發(fā)效率、縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,,加速了產(chǎn)品上市,。
并行計算加速系統(tǒng)仿真
    由于4G通信系統(tǒng)的復雜性,有些參數(shù)無法調(diào)制,。而且針對不同的調(diào)制參數(shù)和產(chǎn)品型號都要分別做仿真,,還可能引入一些與以往完全不同的模型。這幾種因素混合在一起,,造成仿真量急劇加大,。而恰恰通信系統(tǒng)設(shè)計過程中對仿真速度的要求更為苛刻,,如果采用傳統(tǒng)仿真方式,將耗時非常長,。來自上海貝爾.阿爾卡特朗訊股份有限公司的江浩博士表示,,使用MATLAB的仿真工具箱對仿真任務(wù)進行動態(tài)分配,并行計算機制的采用可以大幅縮短仿真時間,。
    “雖然并行計算的概念很早就有了,,而且在不同平臺下都支持并行計算。但是大都要求有一個專門的團隊對并行計算進行開發(fā),,投入非常大,。以往,我們只能焦急地等待仿真結(jié)果的生成,。而現(xiàn)在,,MATLAB提供了一個很好的工具,我們只要把接口配置好,,然后交給MATLAB來做就可以了,。以前只有計算機專業(yè)或者做并行計算的人才會用到的功能,現(xiàn)在可以讓我們很方便地使用,。”江浩博士對MATLAB提供的并行計算功能贊不絕口,。
    此外,MathWorks公司中國區(qū)高級應(yīng)用工程師魏奮先生補充道:“除了任務(wù)并行外,,MATLAB還支持數(shù)據(jù)并行,,而且這種并行計算是交互式的。由于系統(tǒng)內(nèi)存的限制,,數(shù)據(jù)吞吐量不可能非常大,。當有很大的數(shù)據(jù)需要處理時,我們可以把數(shù)據(jù)分割成很多的片段,,放到不同的機器上去運算,,且每個計算機點之間或者計算機之間保持數(shù)據(jù)通信。這種方式就是數(shù)據(jù)并行,,它可以解決4G通信系統(tǒng)開發(fā)中大數(shù)據(jù)集合的難題,。”
定點設(shè)計和代碼生成
    在通信系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)過程中,定點化設(shè)計對降低功耗與硬件實現(xiàn)成本具有舉足輕重的作用,。從工程實現(xiàn)的角度來說,,定點化設(shè)計也是非常重要的,恰當而快捷的定點設(shè)計可以顯著縮短設(shè)計周期,。
    以往,,在C語言中進行定點化設(shè)計很不給力,因為C語言中缺少定點函數(shù)庫,沒有內(nèi)置的上下溢出檢查,,沒有工具協(xié)助分析字長和小數(shù)點位置,,沒有浮點和定點可視化表示方法……,這些不足都使得定點化設(shè)計困難重重,。
    MATLAB Coder的推出使得設(shè)計者可以直接在MATLAB中執(zhí)行定點仿真和原型驗證,。設(shè)計者可以在同樣的環(huán)境中維護浮點和定點設(shè)計,如按照設(shè)計者的需求仿真雙精度和定點模型,,在設(shè)計階段驗證定點的影響等,。
    不僅如此,MATLAB Coder使得設(shè)計工程師可以直接從其MATLAB算法自動生成可讀,、可移植的C和C++代碼,而無需將MATLAB算法代碼手動轉(zhuǎn)換為C和 C++代碼來進行原型建立,、實現(xiàn)和軟件集成,。這可以形成更快、更高效的系統(tǒng)開發(fā)工作流程,,同時減少驗證的投入,。
    “Accelerating the pace of engineering and science”,這是MathWorks公司對業(yè)界的承諾,。通過25年的不斷努力,,MathWorks持續(xù)完善MATLAB和Simulink兩大平臺的工具箱,使得其越來越滿足真正的工程和科學的使用,。MathWorks 公司中國教育業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)陳煒先生表示,,MathWorks不僅在航空航天、汽車,、通信等核心市場保持高度的關(guān)注與投入,,還將加大在教育行業(yè)的參與力度,為培養(yǎng)未來的工程師和科學家盡一份力量,。

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