Transmissão de sinais 5G New Radio em Sistemas Fiber-Wireless usando rádio definido por software

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: SOUSA, Hugo Vale Franklin de
Orientador(a): MARTINS FILHO, Joaquim Ferreira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Eletrica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Engenharia elétrica
5G NR
GNU Radio
Fiber-wireless
Rádio sobre fibra
Fotônica de microondas
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/44693
Resumo: Este trabalho tem como objetivo documentar a implementação experimental de um sis- tema Fiber Wireless, baseado na tecnologia analógica de rádio sobre fibra, aplicada no contexto das redes de comunicações móveis de quinta geração. O sistema emula uma rede de acesso 5G, em que uma Estação Central é conectada através de fibra óptica a uma Estação Base, transmitindo um sinal com as características do padrão 5G NR (New Radio), por uma banda de 20 MHz. O transmissor e o receptor são implementados no GNU Radio, uma plataforma open source de rádio definido por software (SDR, Software Defined Radio). Para viabilizar os experimentos, foi necessário projetar a arquitetura do sistema, realizar a caracterização dos componentes e implementar o sinal 5G NR, tanto na geração da forma de onda na estação central, quanto na recepção e processamento na estação base. Para analisar a qualidade do sistema, foi desenvolvida uma metodologia para calcular a taxa de erro (BER, Bit Error Rate) entre os dados transmitidos e recebidos. Os testes são realizados na configuração rádio sobre fibra tradicional e sua variação Fiber Wireless. Para as duas configurações, é possível verificar a taxa de erro em função da potência recebida pelo fotodiodo. Por fim, os resultados obtidos foram coletados e registrados neste documento a fim de servirem de referência para avaliar a aplicabilidade de um sistema Fiber Wireless diante dos variados cenários da rede 5G.
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O transmissor e o receptor são implementados no GNU Radio, uma plataforma open source de rádio definido por software (SDR, Software Defined Radio). Para viabilizar os experimentos, foi necessário projetar a arquitetura do sistema, realizar a caracterização dos componentes e implementar o sinal 5G NR, tanto na geração da forma de onda na estação central, quanto na recepção e processamento na estação base. Para analisar a qualidade do sistema, foi desenvolvida uma metodologia para calcular a taxa de erro (BER, Bit Error Rate) entre os dados transmitidos e recebidos. Os testes são realizados na configuração rádio sobre fibra tradicional e sua variação Fiber Wireless. Para as duas configurações, é possível verificar a taxa de erro em função da potência recebida pelo fotodiodo. Por fim, os resultados obtidos foram coletados e registrados neste documento a fim de servirem de referência para avaliar a aplicabilidade de um sistema Fiber Wireless diante dos variados cenários da rede 5G.This work aims to document the experimental implementation of an Fiber Wireless sys- tem, based on analogue radio over fiber technology, applied in the context of fifth generation mobile communications networks. The system emulates a Central Station connected through fiber optics to a Base Station, transmitting a signal with the characteristics of the 5G New Radio standard, over a 20 MHz band. Transmitter and receiver were implemented in GNU Radio, an open source Software Defined Radio (SDR) platform. To make this transmission feasible, it was necessary to design the system architecture, carry out the characterization of the components and implement the 5G NR signal, both in waveform generation at the central station and in reception and processing at the base station. To analyze the quality of the system, a methodology was developed to estimate the bit error rate (BER) between transmitted and received data. The tests were carried out in the traditional radio over fiber configuration and its variation Fiber Wireless. For both configurations, it was possible to verify the bit error rate as a function of the power received by the photodiode. Finally, the results obtained were collected and registered in this document in order to serve as a reference to assess the applicability of a Fiber Wireless system in the various scenarios of the 5G network.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia elétrica5G NRGNU RadioFiber-wirelessRádio sobre fibraFotônica de microondasTransmissão de sinais 5G New Radio em Sistemas Fiber-Wireless usando rádio definido por softwareinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Hugo Vale Franklin de Sousa.pdfDISSERTAÇÃO Hugo Vale Franklin de Sousa.pdfapplication/pdf4728802https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/44693/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Hugo%20Vale%20Franklin%20de%20Sousa.pdf13a209edfca8f886f3236b05eca8e792MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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