Mudanças entre as edições de "Análise de desempenho de técnicas MIMO no sistema LTE"

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A telefonia celular é uma das vertentes nas telecomunicações que mais sofreu avanços ao
 
A telefonia celular é uma das vertentes nas telecomunicações que mais sofreu avanços ao
longo do tempo. A evolução cronológica entre os sistemas 1G, 2G, 2.5G, 3G e 4G (ALENCAR,
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longo do tempo. A evolução cronológica entre os sistemas 1G, 2G, 2.5G, 3G e 4G [1], [5] propiciaram melhorias consideráveis aos
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usuários, que agora podem dispor de diferentes aplicaçoes e principalmente taxas de transmissões mais elevadas. O que permitiu este desenvolvimento foi o emprego de diferentes
 
usuários, que agora podem dispor de diferentes aplicaçoes e principalmente taxas de transmissões mais elevadas. O que permitiu este desenvolvimento foi o emprego de diferentes
 
técnicas de modulações, aumento da largura de faixa, novos algoritmos de gerenciamento de
 
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de circuitos com o núcleo de comutação de pacotes em um único núcleo da rede, sendo este novo
 
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conceito chamado de Evolução do Núcleo de Pacotes - Evolved Packet Core (EPC) conforme
 
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estudado em (LESCUYER; LUCIDARME, 2008), (DAHLMAN et al., 2007). A ideia principal
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ainda a interoperabilidade com redes de diferentes padrões utilizando-se de novos elementos de
 
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rede, tais como o Subsistema Multimídia baseado em IP - IP Multimedia Subsystem (IMS) e
 
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Diante do cenário de constante evolução da telefonia móvel, os objetivos específicos deste trabalho
 
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de conclusão de curso compreendem o estudo do sistema de 4a geração denominado Evolução a Longo Prazo -
 
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Long Term Evolution (LTE) (LESCUYER; LUCIDARME, 2008), (DAHLMAN et al., 2007),
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Long Term Evolution (LTE) [2], [3], [5], onde foi abordado o estudo sobre os elementos que compõem a
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arquitetura e interface de rádio, contemplando as camadas e sub-camadas de protocolos até a
 
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descrição da camada física. Também foram abordadas as técnicas de múltiplas antenas (MIMO)
 
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Alamouti (LESCUYER; LUCIDARME, 2008), (VUCETIC; YUAN, 2003) e Multiplexação
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[4], essenciais para o sistema LTE obter taxas elevadas de transmissão.
(GOLDSMITH, 2005), essenciais para o sistema LTE obter taxas elevadas de transmissão.
 
  
 
Após estes estudos foi apresentado um simulador de enlace genérico, desenvolvido
 
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Elsevier Ltd, 2007.
  
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[3] - FAZEL, K.; KAISER, S. Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and
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MC-CDMA to LTE and WiMAX. West Sussex PO19 8SQ, United Kingdom: John Wiley &
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[4] -  
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[4] - GOLDSMITH, A. Wireless Communications. Oxford, UK: Cambridge University Press, 2005.
  
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[5] - LESCUYER, P.; LUCIDARME, T. Evolved Packet System (EPS): The LTE and SAE evolution
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of 3G UMTS. The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England: John
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Wiley & Sons Ltd, 2008.
  
[1] - Matt Bishop. Computer Security: Art and Science. Addison-Wesley, Boston, USA, 2003.
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[6] - VUCETIC, B.; YUAN, J. Space Time Coding. West Sussex PO19 8SQ, England: John Wiley
 
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& Sons Ltd, 2003.
[2] - Tanenbaum, Andrew S. Redes de Computadores – 4Edicao :Editora Campus.
 
 
 
[3] - IEEE Standard 802.11. The 802.11 Standard. 1997
 
 
 
[4] - IEEE Standard 802.11b. The 802.11b Standard. 1998
 
 
 
[5] - O'Hara et al. Configuration and Provisioning for Wireless Access Points (CAPWAP) Problem Statement. IETF RFC 3990, fevereiro, 2005.
 
 
 
[6] -  Yeong and Howes and Kille. X.500 Lightweight Directory Access Protocol. IETF RFC 1487, Julho 1993.
 

Edição das 00h22min de 14 de outubro de 2009

Motivação

A telefonia celular é uma das vertentes nas telecomunicações que mais sofreu avanços ao longo do tempo. A evolução cronológica entre os sistemas 1G, 2G, 2.5G, 3G e 4G [1], [5] propiciaram melhorias consideráveis aos usuários, que agora podem dispor de diferentes aplicaçoes e principalmente taxas de transmissões mais elevadas. O que permitiu este desenvolvimento foi o emprego de diferentes técnicas de modulações, aumento da largura de faixa, novos algoritmos de gerenciamento de recursos de rádio, além da mudança conceitual e de arquitetura entre os sistemas. A arquitetura para redes celulares de 4a geração visa principalmente a integração entre o núcleo de comutação de circuitos com o núcleo de comutação de pacotes em um único núcleo da rede, sendo este novo conceito chamado de Evolução do Núcleo de Pacotes - Evolved Packet Core (EPC) conforme estudado em [2], [5]. A ideia principal é unificar dados e voz num único núcleo da rede totalmente baseada em pacotes, mantendo ainda a interoperabilidade com redes de diferentes padrões utilizando-se de novos elementos de rede, tais como o Subsistema Multimídia baseado em IP - IP Multimedia Subsystem (IMS) e novos protocolos, como por exemplo o Protocolo de Inicialização de Sessão - Session Initiation Protocol (SIP).


Objetivos Específicos

Diante do cenário de constante evolução da telefonia móvel, os objetivos específicos deste trabalho de conclusão de curso compreendem o estudo do sistema de 4a geração denominado Evolução a Longo Prazo - Long Term Evolution (LTE) [2], [3], [5], onde foi abordado o estudo sobre os elementos que compõem a arquitetura e interface de rádio, contemplando as camadas e sub-camadas de protocolos até a descrição da camada física. Também foram abordadas as técnicas de múltiplas antenas (MIMO) Alamouti [5], [6] e Multiplexação Espacial [2] e a técnica OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [4], essenciais para o sistema LTE obter taxas elevadas de transmissão.

Após estes estudos foi apresentado um simulador de enlace genérico, desenvolvido para verificar o desempenho de algumas técnicas utilizadas na camada física do sistema LTE. Como as técnicas de transmissão usadas no LTE são comuns a outros sistemas de comunicação sem fio, o simulador foi desenvolvido de forma genérica, podendo ter seus parâmetros facilmente alterados para verificar o desempenho de outros sistemas. As simulações foram realizadas com o objetivo de mostrar a flexibilidade do programa para diversos cenários e analisar características da camada física do sistema LTE, tais como largura de banda das subportadoras, período do símbolo e modulações do enlace direto foram consideradas com o objetivo de aproximar o cenário às normas técnicas estabelecidas na camada física do sistema.


Metas Desenvolvidas

1. Estrutura dos órgãos 3GPP e 3GPP2:

  • Abordar a estrutura organizacional e importância de cada órgão;
  • Abordar os sistemas subordinados em cada órgão.


2. Parâmetros do Canal Radiomóvel:

  • Estudar os parâmetros do canal relativos à variação e dispersão temporal;
  • Estudar a classificação do canal, baseado nos parâmetros de variação e dispersão temporal.


3. Técnicas de múltiplas antenas MIMO:

  • Apresentar o principio de diversidade na transmissão e recepção;
  • Apresentar as técnicas de transmissão MIMO Alamouti e V-BLAST.


4. Modulação OFDM:

  • Realizar o estudo da modulação OFDM, considerando:
    • Ortogonalidade entre subportadoras OFDM;
    • Intervalo de guarda e prefixo cíclico;
    • Duração do símbolo OFDM.


5. Sistema LTE:

  • Realizar um estudo do sistema LTE, considerando:
    • Conceitos básicos e especificações do sistema;
    • Arquitetura do sistema;
    • Interface de rádio.


6. Simulador baseado nas técnicas MIMO Alamouti e V-BLAST:

  • Desenvolver um simulador de enlace direto para as técnicas MIMO Alamouti e V-BLAST;
  • Descrever o funcionamento do simulador em relação às interfaces gráficas e funções desenvolvidas;
  • Descrever em diagrama de blocos as técnicas MIMO Alamouti e V-BLAST utilizando canal plano ou seletivo.


7. Simulações e resultados:

  • Apresentar um cenário e resultados para mostrar a aplicação do simulador em diferentes simulações;
  • Apresentar um cenário e resultados das simulações baseados nos parâmetros da camada física do sistema LTE, e relativo ao perfil de canal seletivo estabelecido pelo 3GPP.


8. Conclusões finais e trabalhos futuros:

  • Apresentar as conclusões finais, informando também a importância e dificuldades no desenvolvimento do simulador;
  • Apresentar sugentões para trabalhos futuros.


Referências Bibliográficas

[1] - Alencar, Marcelo de S. Telefonia Celular Digital - 1a ed. São Paulo: Érica Ltda, 2004.

[2] - DAHLMAN, E. et al. 3G evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband. Oxford, UK: Elsevier Ltd, 2007.

[3] - FAZEL, K.; KAISER, S. Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and MC-CDMA to LTE and WiMAX. West Sussex PO19 8SQ, United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd, 2008.

[4] - GOLDSMITH, A. Wireless Communications. Oxford, UK: Cambridge University Press, 2005.

[5] - LESCUYER, P.; LUCIDARME, T. Evolved Packet System (EPS): The LTE and SAE evolution of 3G UMTS. The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England: John Wiley & Sons Ltd, 2008.

[6] - VUCETIC, B.; YUAN, J. Space Time Coding. West Sussex PO19 8SQ, England: John Wiley & Sons Ltd, 2003.