Презентация на тему Развитие методов повышения спектральной эффективности в мобильных сетях пятого поколения

поколения предъявляются следующие требования:
1000-кратное увеличение передаваемой информации на условную

единицу площади;
10-100-кратное увеличение количества устройств;
10-100-кратное увеличение скорости передачи данных;
10-кратное снижение энергопотребления;
задержка передачи данных менее 1 мс.

2

связи, включающим LTE и семейство IEEE 802.11 (Wi-Fi), благодаря

преимуществам, таким как:
- стойкость к многолучевому затуханию;
- простота реализации;
- эффективное однократное частотно-временное уравнивание, возможное благодаря использованию циклического префикса;
- прямое и простое применение функции MIMO (Multiple Input Multiple Output) и возможности формирования усиленного луча.

3

в мобильных сетях пятого поколения 5G
4

и разработка схемы реализации;
изучение применения сигнала с несколькими несущими

на базе набора фильтров FBMC (filterbank multicarrier) и оценка эффективности реализации данной схемы;
изучение применения универсального фильтруемого сигнала с несколькими несущими UFMC (universal filtered multicarrier);
анализ спектральной эффективности предложенных методов;
выбор оптимального решения, обеспечивающего минимальные потери в канале связи.

5

в MATLAB Simulink
6

расположением частот соседних поднесущих колебаний, которые генерируются совместно так,

чтобы сигналы всех поднесущих были ортогональны.

7

Преимуществом технологии OFDM является высокая устойчивость к узкополосным помехам и частотно-селективным замираниям, вызванным многолучевым характером распространения сигнала.

частности:
высокая чувствительность к смещению частоты принимаемого сигнала относительно

опорного гармонического колебания приемника;
довольно высокое значение отношения пиковой мощности радиосигнала к ее среднему значению (PAPR), которое заметно снижает энергетическую эффективность радиопередатчиков.

Формирование спектра OFDM-сигнала
при 200 поднесущих

8

лишь разницей, что в Fast-OFDM разнос частот поднесущих поделён

надвое, и составляет 1/2T Гц. При этом существенно, что, несмотря на двукратное уплотнение по частоте по сравнению с OFDM, сигналы по-прежнему остаются ортогональными друг другу.

Спектры OFDM и Fast-OFDM при N=8 поднесущих

9

в случае Fast-OFDM возможен только при использовании BPSK или

АSK. В противном случае, переданная с помощью Fast-OFDM сигналов информация не может быть восстановлена на приёмной стороне.

Констелляционные диаграммы Fast-OFDM при BPSK и QAM при N=8 поднесущих
А – передача
B – приём

10

гребенчатой фильтрацией
В технологии FBMC каждая поднесущая OFDM-сигнала фильтруется индивидуально,

за счет чего снижается уровень внеполосных излучений и повышается устойчивость сигнала к интерференции между поднесущими.

Структурное отличие метода OFDM от FBMC

11

гребенчатой фильтрацией

Использование фильтров большой размерности с высокой частотной селективностью

приводит к снижению эффективной передачи сигнала во временной области, увеличивая задержки передачи информационных данных.

12

Спектр OFDM в сравнении с FBMC

с универсальной фильтрацией
В технологии UFMC, в отличие от FBMC,

фильтруются не каждая поднесущая в отдельности, а группы поднесущих частот (поддиапазонные блоки), состоящие из определенного количества соседних поднесущих частот.

13

с универсальной фильтрацией
Такой подход позволяет уменьшить внеполосные излучения без

существенного увеличения длины символа, что достигается благодаря использованию при расчете цифрового фильтра весового окна меньшей длины, чем в технологии FBMC. Поэтому преимуществом технологии UFMC перед FBMC являются меньшие задержки передачи данных.

Спектр OFDM (200 поднесущих) в сравнении с UFMC (10 подполос, 20 поднесущих в каждой)

14

5G позволит повысить спектральную эффективность по сравнению с сетями,

использующими технологию OFDM. Они позволяют отказаться от использования циклического префикса который борется с межсимвольной интерференцией, и, следовательно, повысить скорость передачи информационных данных.
Так как в технологии UFMC, в отличие от FBMC, фильтруются не каждая поднесущая по отдельности, а целые группы поднесущих частот, то использование технологии UFMC не приводит к существенному увеличению длины символа, и поэтому она имеет меньшие задержки передачи данных, чем технология FBMC.

16