Anàlisi de les característiques del sistema de comunicacions mòbils LTE usant Matlab

Abstract

The recent increased use of mobile data and the development of new applications and services have been the motivations that 3GPP LTE develop the project. Shortly before 2010, the UMTS networks reach 85% of mobile subscribers. That is why we want to ensure the 3GPP LTE competitive advantage over other mobile technologies. Thus, a system able to significantly improve the user experience with full mobility, using Internet protocol (IP) to perform any type of data traffic end to end with a good quality of service (QoS) is designed and, just as voice traffic. Thus, LTE is expected to support different types of services including web browsing, FTP, streaming video, voice over IP. In this project we have tried to analyse the characteristics of the physical layer of the LTE mobile communication systems using MATLAB. Medium access techniques (OFDMA and SC-FDMA), coding (Turbo Codes), MIMO techniques (Receive Diversity, Transmit Diversity, Spatial Multiplexing and Beamforming) are analysed and finally the link adaptation is analysed, with which we can achieve desired spectral efficiencies using techniques that change the transmission parameters in different channel conditions.

El reciente aumento del uso de datos móviles y la aparición de nuevas aplicaciones y servicios han sido las motivaciones por las que 3GPP desarrollara el proyecto LTE. Poco antes de 2010, las redes UMTS alcanzan el 85% de los abonados de móviles. Es por ello que LTE 3GPP quiere garantizar la ventaja competitiva sobre otras tecnologías móviles. De esta manera, se diseña un sistema capaz de mejorar significativamente la experiencia del usuario con total movilidad, que utilice el protocolo de Internet (IP) para realizar cualquier tipo de tráfico de datos de extremo a extremo con una buena calidad de servicio (QoS) y, del mismo modo el tráfico de voz. Así, con LTE se espera soportar diferentes tipos de servicios incluyendo la navegación web, FTP, video streaming, voz sobre IP. En este proyecto se ha querido analizar las características de la capa física de los sistemas de comunicaciones móviles LTE utilizando MATLAB. Se analizan las técnicas de acceso al medio (OFDMA y SC-FDMA), la codificación (Códigos Turbo), las técnicas MIMO (Diversidad en recepción, Diversidad en transmisión, Multiplexación Espacial y Beamforming) y por último se analiza la adaptación de enlace, con la que podemos conseguir eficiencias espectrales deseadas utilizando técnicas que cambian los parámetros de transmisión en diferentes condiciones del canal.

El recent augment de l'ús de dades mòbils i l'aparició de noves aplicacions i serveis han estat les motivacions per les quals 3GPP desenvolupés el projecte LTE. Poc abans de 2010, les xarxes UMTS arriben al 85% dels abonats de mòbils. És per això que LTE 3GPP vol garantir l'avantatge competitiu sobre altres tecnologies mòbils. D'aquesta manera, es dissenya un sistema capaç de millorar significativament l'experiència de l'usuari amb total mobilitat, que utilitzi el protocol d'Internet (IP) per realitzar qualsevol tipus de tràfic de dades d'extrem a extrem amb una bona qualitat de servei (QoS) i, de la mateixa manera el tràfic de veu. Així, amb LTE s'espera suportar diferents tipus de serveis incloent la navegació web, FTP, vídeo streaming, veu sobre IP. En aquest projecte s’ha volgut analitzar les característiques de la capa física dels sistemes de comunicacions mòbils LTE utilitzant MATLAB. S’analitzen les tècniques d’accés al medi (OFDMA i SC-FDMA), la codificació (Codis Turbo), les tècniques MIMO (Diversitat en recepció, Diversitat en transmissió, Multiplexació Espacial i Beamforming) i per últim s’analitza l’adaptació d’enllaç, amb la qual podem aconseguir eficiències espectrals desitjades utilitzant tècniques que canvien els paràmetres de transmissió en diferents condicions del canal.