Comunicaciones 5G basadas en radio definida por software

Abstract

En los últimos años han aumentado el número de dispositivos de forma exponencial, así como la demanda de nuevos servicios y aplicaciones que requieren de unas mayores prestaciones en las comunicaciones inalámbricas, tales como: la velocidad de datos, la latencia, el ancho de banda o la densidad de conexiones. Frente a estos ambiciosos objetivos, la siguiente generación de redes promete dar un salto importante bastante diferenciado de los anteriores. La aparición de nuevas tecnologías de redirección de haces, antenas inteligentes (adaptables a cada situación) y mejora del uso masivo de antenas permitirá un concepto conocido como “hiperconectividad”, lo cual implica un enorme número de dispositivos conectados a una estación base. Todo ello implica a su vez reducir, de la mejor manera posible, los efectos adicionales de interferencia y multitrayecto; y disponer del software adecuado para el procesamiento de una elevada tasa de datos. El principal objetivo de este proyecto ha residido en el estudio y simulación de las principales formas de ondas candidatas a la nueva generación de telecomunicaciones conocida como 5G, y las técnicas a implementarse durante la misma, logrando así una mayor eficiencia, seguridad y precisión en el entorno de sistemas inalámbricos. Por ello se han realizado diferentes funciones en Matlab y modelos en Simulink para simular dichos entornos de telecomunicaciones y, mediante el análisis de las medidas obtenidas, se ha optado por la modulación más apropiada y se ha valorado la efectividad de las nuevas técnicas. Por último, se ha realizado una simulación práctica de comunicación inalámbrica, punto a punto, mediante dos transceptorres basados en la tecnología SDR (Radio Definida por Software) denominados Ettus Research B210; para la emisión, captura y decodificación de una señal inalámbrica. Abstract: In recent years, the number of devices has increased exponentially, as well as the demand for new services and applications that require greater performance in wireless communications, such as: data speed, latency, bandwidth or the connection density. In order to face this ambitious objectives, the next generation of networks promises to make a significant leap, quite different from the previous ones. The appearance of new beam redirection technologies, “smart” antennas (adaptable to each situation) and improvement of the massive use of antennas (massive MIMO) will allow the concept known as "hyper-connectivity", which implies a huge number of devices connected to a base station. All this implies in turn reducing, in the best possible way, the additional effects of interference and multipath; and have the right software for processing a high data rate. The main aim of this project resides on the 5G waveform candidates study and simulation and the new implementation techniques, in order to achieve a higher efficiency, security and accuracy in the wireless systems. Thus it has been developed several and different Matlab functions and Simulink models to implement those telecommunication systems, and it has been selected the most suitable modulation basing on the analysis of the displayed measurements, as well it has been evaluated the effectiveness of these new techniques. Finally, a simulation of a wireless communication has been implemented by two SDR (Software Digital Radio) based transceiver called Ettus B210 in order to broadcast, receive and decode a wireless signal.