ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ
ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ πτυχιακη εργασια: Μελετη και προσομοιωση LTE (Long Term Evolution) πομπου κινητης κυψελωτης τηλεφωνιας. Loli Endrin (1260) Επιβλέπων καθηγητής: Δρ. Δημήτριος Ευσταθίου.

2 Long Term Evolution Βασίζεται στο UMTS
Downlink / Uplink 100 Mbps / 50 Mbps (20MHz φάσμα) BW 1.5, 2.5, 5, 10, 15, 20 MHz OFDMA (TDD, FDD) στο Downlink, SC-FDMA στο Uplink Καλύτερο handover Υπηρεσίες μεταγωγής πακέτων MIMO τεχνολογίες Διαφορετικές τεχνικές μετάδοσης

3 Αρχιτεκτονική Συστήματος
User Equipment Smartphone , ταμπλετ Δίκτυο πρόσβασης (EUTRAN) Διαχειρίζεται επικοινωνίες μεταξύ κινητών - EPC Το δίκτυο κορμου (Core Network) Έλεγχος UE, δημιουργία φορέων σύνδεσης

4 LTE Interface Turbo Κώδικες Trellis termination
Κωδικοποιητής PCCC με 2 coders 8 καταστάσεων ρυθμού1/3 και εσωτερικό αναδιατάκτη Trellis termination Παίρνουμε τα trail bits από την ανάδραση του shift register Turbo code internal Interleaver Quadratic permutation polynomial (QPP) interleaver ARQ Stop and wait GO back N Selective Repeat HARQ

5 LTE Interface OFDM Ορθογωνικότητα Διαμόρφωση και χαρτογράφηση
Πολλαπλοί φορείς ορθογώνιοι μεταξύ τους Διαίρεση φάσματος σε στενά κανάλια (subcarriers) Ορθογωνικότητα Εξαλείφει Inter Carrier Interference (ICI) Πολλαπλά σήματα σε κοινό κανάλι Ανίχνευση χωρίς παρεμβολή Διαμόρφωση και χαρτογράφηση

6 LTE Interface Cyclic Prefix PAPR (λόγος μέγιστης προς μέσης ισχύος
Δημιουργία ISI λόγω πολλαπλής μετάδοσης Περιορίζετε με το διάστημα ασφαλείας στην αρχή του συμβόλου PAPR (λόγος μέγιστης προς μέσης ισχύος

7 Φυσικό επίπεδο Πολλαπλή πρόσβαση στο κανάλι
TDD FDD Downlink Radio Frame type 2 (10 ms)

8 Φυσικό επίπεδο Resource grid Resource block Resource element
Αποτελείται από RB Resource block Χρησιμοποιούνται για αντιστοίχιση καναλιών σε RE Resource element Κάθε στοιχείο στο RG για ένα antenna port p Μικρότερο μέγεθος χρόνου – συχνότητας

9 Δομή download physical channel
Scrambling (additive scrambler) Μετατρέπει κωδικολέξεις εισόδου σε ακολουθίες bit modulo 2 πρόσθεση με pseydo-random ακολουθίες Διαμόρφωση QPSK, 16-QAM, 64-QAM μιγαδικά διαμορφωμένα σύμβολα βάση πινάκων αντιστοίχισης Αντιστοίχιση σε επίπεδα Προ-κωδικοποίηση Επεξεργασία των σημάτων πριν την μετάδοση Αντιστοίχιση σε resource elements Βάση κριτηρίων (είδος καναλιού, είδος σήματος, antenna port εκπομπής)

10 EVM Προσφέρουν καλή ανάλυση των ψηφιακών σημάτων
Ακριβής τύπο εξασθένισης και την πηγή της Λανθασμένη θέση λήψης οφείλεται σε παράγοντες θορύβου

11 Εκτελεση 1 Ισχύς εκπομπής σήματος LTE
Διαμόρφωση: QPSK BW: 5 MHz f­­c: 2000 MHz PAPR: 9,77 dB Διάρκεια: 100μs Ισχύς εκπομπής σήματος LTE Εξαγωγή PAPR με την βοήθεια του MATLAB Δημιουργία CCDF μέσω MATLAB Πιθανότητα η ισχύς του σήματος να βρίσκεται πάνω από το μέσο επίπεδο της ισχύος. Τo CCDF συμβαδίζει με το PAPR

12 Εκτελεση 1 Σήμα I - Q Φάσμα σήματος Διακρίνεται κεντρική συχνότητα
Θόρυβος στο σήμα. BW 5ΜΗz

13 Εκτελεση 1 Διάγραμμα αστερισμού Average EVM(dB) EVM / πλαίσιο (dB)
BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB Διάγραμμα αστερισμού Average EVM(dB) EVM / πλαίσιο (dB) Διαφορετική για κάθε πλαίσιο. Δεν υπάρχει κανονική ροή EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2

14 Εκτελεση 2 Ισχύς εκπομπής σήματος LTE
Διαμόρφωση: 16-QAM BW: 10 MHz f­­c: 2000 MHz PAPR: 11,19dB Διάρκεια: 100μs Ισχύς εκπομπής σήματος LTE Εξαγωγή PAPR με την βοήθεια του MATLAB Δημιουργία CCDF μέσω MATLAB Πιθανότητα η ισχύς του σήματος να βρίσκεται πάνω από το μέσο επίπεδο της ισχύος. Τo CCDF συμβαδίζει με το PAPR

15 Εκτελεση 2 Σήμα I - Q Φάσμα σήματος Διακρίνεται κεντρική συχνότητα
Διακυμάνσεις λόγω θορύβου στο σήμα. BW 10ΜΗz

16 Εκτελεση 2 Διάγραμμα αστερισμού 16-QAM Average EVM(dB) - φυσιολογικές
Δεν υπάρχει κανονική ροή Average EVM (dB) BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2

17 Εκτελεση 3 Ισχύς εκπομπής σήματος LTE
Διαμόρφωση: 64 - qam BW: 15 MHz f­­c: 2000 MHz PAPR: 9,77 dB Διάρκεια: 100μs Ισχύς εκπομπής σήματος LTE Εξαγωγή PAPR με την βοήθεια του MATLAB Δημιουργία CCDF μέσω MATLAB Πιθανότητα η ισχύς του σήματος να βρίσκεται πάνω από το μέσο επίπεδο της ισχύος. Τo CCDF συμβαδίζει με το PAPR

18 Εκτελεση 3 Σήμα I - Q Φάσμα σήματος Διακρίνεται κεντρική συχνότητα
Διακυμάνσεις λόγω θορύβου στο σήμα. BW 15ΜΗz

19 Εκτελεση 3 Διάγραμμα αστερισμού 16-QAM Average EVM(dB) - φυσιολογικές
BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB Διάγραμμα αστερισμού 16-QAM Average EVM(dB) - φυσιολογικές EVM /πλαίσιο (dB) – φυσιολογικές Αυξομειώσεις EVM. Δεν υπάρχει κανονική ροή EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2

20 Εκτελεση 4 Ισχύς εκπομπής σήματος LTE
Διαμόρφωση: 64 - qam BW: 20 MHz f­­c: 2000 MHz PAPR: 11,72 dB Διάρκεια: 100μs Ισχύς εκπομπής σήματος LTE Εξαγωγή PAPR με την βοήθεια του MATLAB Δημιουργία CCDF μέσω MATLAB Πιθανότητα η ισχύς του σήματος να βρίσκεται πάνω από το μέσο επίπεδο της ισχύος. Τo CCDF συμβαδίζει με το PAPR

21 Εκτελεση 4 Σήμα I - Q Φάσμα σήματος Διακρίνεται κεντρική συχνότητα
Διακυμάνσεις λόγω θορύβου στο σήμα. BW 20 ΜΗz

22 Εκτελεση 4 Διάγραμμα αστερισμού 16-QAM Average EVM(dB) - φυσιολογικές
BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB Διάγραμμα αστερισμού 16-QAM Average EVM(dB) - φυσιολογικές EVM /πλαίσιο (dB) – φυσιολογικές Αυξηση EVM (BCH, PCFICH, PDCCH, SSCH) Αυξομείωση (PHICH, PSCH) EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2

23 συγκριση RUN 1 – 9,77 dB RUN 2 – 11,19 dB RUN 3 – 9,77 dB

24 συγκριση RUN 1 – 5 MHz RUN 3 – 15 MHz RUN 2 – 10 MHz RUN 4 – 20 MHz

25 συγκριση RUN 1 RUN 3 RUN 2 RUN 4 Average EVM (dB) Average EVM (dB)
BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB RUN 1 Average EVM (dB) BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB RUN 3 Average EVM (dB) BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB RUN 2 Average EVM (dB) BCH_Avg_EVM_dB PCFICH_Avg_EVM_dB PDCCH_Avg_EVM_dB PHICH_Avg_EVM_dB PSCH_Avg_EVM_dB SSCH_Avg_EVM_dB RUN 4

26 συγκριση EVM ανά πλαίσιο (dB) EVM ανά πλαίσιο (dB)
Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2 EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2 EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2 EVM ανά πλαίσιο (dB) Frame BCH_EVM_dB PCFICH_EVM_dB PDCCH_EVM_dB PHICH_EVM_dB PSCH_EVM_dB SSCH_EVM_dB 1 2

27 συμπερασματα Αποτελεσματική απόδοση Επιτρεπτά όρια τιμών PAPR και EVM
Σωστή αποστολή σημείων εκτός κάποιων σημείων που δεν επηρεάζουν την λειτουργία του συστήματος Η OFDM τεχνική προστατεύει το σύστημα από διασυμβολικές παρεμβολές Ευέλικτο ρυθμιζόμενο σύστημα ανάλογα τις ανάγκες

28 Ευχαριστω!!!