Principales caractéristiques :

  • Banc d’essai MIMO massif 5G multiutilisateur prêt à l’emploi
  • Puissant : traitement en temps réel jusqu’à 250 MHz de bande passante avec jusqu’à 1000 antennes
  • Inclut l’étalonnage TDD et de réciprocité (prise en charge FDD de base)
  • Synchronisation temporelle et alignement de phase précis
  • Détection et précodage MU-MIMO (délai d’exécution le plus court)
  • Têtes radio distribuées ou colocalisées
  • Prototypage de formes d’onde 5G et validation de la propagation en environnement réel
  • Validation des scénarios d’interopérabilité
  • Développement et validation de modèles de canaux analytiques
  • Compatible avec un convertisseur à ondes millimétriques
Banc d'essai MIMO massif 5G - TitanMIMO

Aperçu

débit

Agrégation de canaux de débit de données sans restriction, requise pour le traitement en bande de base MIMO massif . Évitez la restriction standard de la bande passante du châssis et le protocole de communication indéterministe.

clusters FPGA distribués

Traitement évolutif en bande de base grâce à une approche modulaire et une topologie maillée définie par l’utilisateur. Bénéficie des normes de télécommunications les plus avancées de l’industrie (MTCA + ATCA + FMC).

Grâce à l’utilisation de modules de tête radio FMC standard, le banc d’essai est entièrement évolutif vers les modules radio de nouvelle génération, y compris une bande passante et une plage de réglage plus larges. Les modules radio peuvent être remplacés par des modules d’échantillonnage IQ (ADC/DAC) pour prendre en charge la bande passante en bande de base en temps réel OTA jusqu’à 250 MHz (voir la série TitanMIMO-X).

Perseus 611X connectés ensemble à l'aide de câbles MiniSAS

Têtes radio distribuées ou colocalisées

Les modules RRH et Octal V6 Baseband Core de Nutaq sont interconnectés à l’aide d’une technologie de liaison câblée qui prend en charge plusieurs topologies de communication et qui sont définies par l’utilisateur, adaptables et évolutives à plusieurs schémas de traitement en bande de base.

Cela fournit au banc d’essai TitanMIMO une flexibilité presque infinie et réduit le risque associé à une solution fixe qui ne peut pas être adaptée et ne peut pas évoluer.

Ces liaisons full-duplex 20 Gbps par câble sont proposées sur des interfaces physiques Mini-SAS. Nutaq a sélectionné ces interfaces en raison de leur petit facteur de forme, de leur grande vitesse disponible et de leur faible coût par rapport aux interfaces de type SFP existantes. Chacune des connexions Mini-SAS est directement interfacée à l’interface MGT (Multi-Gigabit Transceiver) en duplex intégral haute vitesse du FPGA 4x Virtex-6.

Ces interfaces physiques peuvent prendre en charge plusieurs couches de protocole. Le logiciel de développement TitanMIMO est fourni avec des interfaces duplex intégral à haut débit et à faible latence avec le protocole Aurora-4x (20 Gbit/s). Les utilisateurs peuvent utiliser ces interfaces physiques pour prendre en charge d’autres normes de télécommunications telles que le protocole CPRI afin de valider des scénarios similaires aux scénarios de déploiement final.

Ces liaisons câblées Mini-SAS peuvent être proposées en version cuivre ou optique, permettant au RRH d’être à distance du traitement en bande de base si nécessaire.

Pour illustrer l’énorme capacité de débit et la flexibilité de la série TitanMIMO-6, pour chaque RRH (composé de 8x TRX), une seule des sept liaisons 20 Gbps disponibles est nécessaire pour prendre en charge l’intégralité du débit de données des huit TRX en temps réel soutenu. Il n’y a pas de rééchantillonnage dans le FPGA du RRH. Les liens 6x restants sont donc disponibles pour d’autres topologies d’interconnexion.

Prototyper des formes d’onde 5G et valider la propagation en environnement réel

L’implémentation de nouvelles formes d’onde avec les outils MBDK vous permet de :

  • Économiser jusqu’à 70 % du temps de développement de votre forme d’onde
  • Vous concentrer sur votre principale expertise – l’exploration d’algorithmes
  • Utiliser des outils que vous connaissez déjà : Matlab-Simulink GNU Radio
  • Ne pas partir de zéro! Implémentation QAM-64 MIMO-OFDM dans Simulink et FPGA avec le code source fourni
Illustration du gain de temps avec l'outil logiciel de Nutaq
Kit de conception basé sur un modèle Nutaq

Enregistrement et lecture

Modes de fonctionnement de l’enregistrement et de la lecture

Unique Normal Continu
Enregistrement : remplissez la mémoire de RF, arrêtez, puis téléchargez les données sur le PC Enregistrement: remplissez la mémoire, arrêtez, téléchargez les données sur le PC, puis réarmez la gâchette
Lecture : fichier téléchargé, lecture de la mémoire vers l’antenne. Lecture : fichier téléchargé, lecture de la mémoire vers l’antenne. Lecture : fichier téléchargé, mémoire de lecture en boucle continue

Modes de déclenchement de l’enregistrement et de la lecture

Externe Basé sur FPGA Logiciel basé sur le temps
Un déclencheur externe pour chaque sous-système MIMO 4 × 4 est disponible. Le signal de déclenchement peut être défini par le FPGA de chaque sous-système MIMO 4×4. Le signal de déclenchement peut être envoyé depuis l’unité centrale de traitement à l’aide d’événements basés sur le temps.

Chaque RRH (8 TRX) est équipé d’une mémoire SDRAM FPGA de 4 Go, qui permet l’enregistrement de toute la bande passante du signal, comme illustré dans l’exemple ci-dessous :

  • Huit canaux RF échantillonnés à 245,76 MSPS
  • Chaque échantillon a 2 octets
  • Par conséquent, 3932,16 Mbps de débit sont nécessaires pour enregistrer les 8 TRX à pleine vitesse sur la SDRAM (8 x 245,76 MSPS x 2 octets/échantillon = 3932,16 Mbps)
  • Débit SDRAM maximal: 5700 Mo/s

Ainsi, le module FPGA d’enregistrement/lecture fourni dans chaque RRH permet l’enregistrement ou la lecture pour tous les canaux de l’ensemble du banc d’essai MIMO massif. Un maximum de 250 méga-échantillons par canal peut être enregistré sur la SDRAM (4 Go divisés par 8 canaux divisés par 2 octets par canal). Cela se traduit par un enregistrement total de 1 seconde (ou une lecture continue) pour tous les canaux du banc d’essai à plein débit (245,76 MSPS). De plus, l’enregistrement (ou la lecture) synchrone de tous les canaux peut être effectué via le contrôle basé sur le temps de chaque RRH (voir la section synchronisation ci-dessus).

Enregistrement : remplissez la mémoire de RF, arrêtez, puis téléchargez les données sur le PC. Enregistrement: remplissez la mémoire, arrêtez, téléchargez les données sur le PC, puis réarmez la gâchette.

Enregistrement : remplissez la mémoire de la radiofréquence, arrêtez, puis téléchargez les données sur le PC. Lecture : téléchargez le fichier, lisez de la mémoire vers l’antenne.

Persée 611X

Persée 611-X

RTM-611X

RTM-611X

MI250

MI250

MO1000 de Nutaq

MO1000

Communauté 5G

Professeur Sébastien Roy

La communauté 5G vise à fournir un logiciel de base complet de la station MIMO massif et à servir de point de rencontre entre les ingénieurs impliqués dans le développement de la 5G pour encourager l’échange de réflexions, le développement de nouveaux concepts et permettre des expériences qui conduiront à d’autres développements à la disposition des communautés d’enseignement et de recherche. Le professeur Sébastien Roy du Département de génie électrique de l’Université de Sherbrooke dirige la communauté. Le professeur Roy et son équipe collaborent avec Nutaq depuis 2014 pour accélérer la réalisation de l’objectif 5G de réseaux sans fil à plus grande capacité et écoénergétiques en utilisant TitanMIMO de Nutaq, un banc d’essai pour concevoir, tester et améliorer leurs algorithmes MIMO massif. « MIMO massif 5G de Nutaq aide à valider de nouveaux concepts MIMO massif dans des environnements de propagation multichemins complexes dans lesquels les récepteurs de réseau de nouvelle génération fonctionneront généralement. Le lancement de cette première phase du projet nous a amenés à explorer le traitement en bande de base à plus grande échelle et les techniques efficaces pouvant être appliquées au banc d’essai 5G Massive MIMO  » – Professeur Sébastien Roy

Feuille de route de la communauté 5G :

  • Logiciel de base d’agrégation
    • Vecteurs de test d’enregistrement/lecture
    • Vecteurs de test de flux
  • Logiciel de base d’étalonnage
    • Avec antennes Wi-Fi 2,4/5 GHz
    • Techniques de couplage d’étalonnage RF
    • Séquences orthogonales
    • Gain/phases d’étalonnage
  • Logiciel de base MMSE + ZF
    • Forme d’onde simple (BPSK)
    • Techniques de traitement distribuées/couches
    • Traitement MIMO utilisant MMSE + ZF
    • La complexité s’adapte linéairement au nombre de canaux
  • Logiciel de base de formation de faisceaux
    • Technique de formation de faisceaux en temps réel
    • Contrôle en temps réel de l’antenne
    • Étalonnage à faible latence
    • Prise en charge de la vidéo en streaming sur deux UE
  • Logiciel de base FBMC
    • Interface aérienne de type 5G
    • Forme d’onde large bande
    • Haut débit
    • Débit UE de plus de 1 Gbps

Livre blanc rédigé par Sébastien Roy :

Traitement linéaire à deux couches pour MIMO massif sur la plateforme TitanMIMO

livre blanc-minCertaines des conclusions présentées comprennent :

  • Utilisation de MMSE et ZF sur un schéma de traitement à deux couches pour réduire le coût du système MIMO massif
  • Comparaisons des performances d’une telle approche
  • Prototypage sur un banc d’essai MIMO massif en temps réel