Implementación de un prototipo de receptor para canal PDSCH de 5G NR sobre dispositivo comercial de bajo coste RTL-SDR

Abstract

En los últimos años, propiciado por el aumento de la capacidad de procesamiento del software y el crecimiento exponencial del número de dispositivos móviles, las áreas en las que se pueden integrar los servicios de comunicaciones móviles han aumentado significativamente. Para saciar las demandas de estas nuevas tecnologías, actualmente se está desplegando la última generación de tecnología móvil. Esta última generación de redes móviles, 5G, es el comienzo del desarrollo de la digitalización para la interconexión de la sociedad. Tradicionalmente, a la hora de desplegar una red de un sistema de comunicaciones móviles, la mayoría del equipamiento era hardware y propietario, por lo que la dependencia en ellos era total. Sin embargo, con las últimas generaciones se han incluido partes digitales hasta llegar a la actualidad donde los avances tecnológicos han encaminado a que las comunicaciones sean digitales en la práctica totalidad. Además, ante la multitud de tipos de comunicaciones digitales y avances, en los últimos años se ha extendido el uso de la tecnología SDR como alternativa para poder habilitar la creación de dispositivos inalámbricos interoperables sin la necesidad de equipamiento exclusivo necesario antes. También, se han empezado a comercializar herramientas con esta tecnología que resultan más económicas que las primeras, pero, por el contrario, sin tanto poder para el procesamiento. En este proyecto, se analizarán las últimas novedades disponibles de la 5G, haciendo especial hincapié en la capa física y estudiarán los proyectos más relevantes en los que se está incluyendo el 5G. A continuación, se evaluarán las capacidades de la tecnología SDR y sus opciones para implementar módulos de un sistema de comunicación móvil, en este caso, un canal del receptor 5G. Finalmente se realizará una prueba de campo donde se analizará a nivel de sistema, el despliegue actual.

In recent years, driven by the increase in the processing capacity of computers and the exponential growth in the number of mobile devices, the areas in which mobile services can be integrated have increased significantly. To satisfy the demands of these new technologies, the latest generation of mobile technology is currently being deployed. This latest generation of mobile networks, 5G, is the beginning of the development of digitization for the interconnection of society. Traditionally, when deploying a network of a mobile communications system, most of the equipment was hardware and proprietary, so the dependence on them was total. However, with the last generations, digital parts have been included up to the present day where technological advances have led to almost all communications being digital. In addition, in the face of the multitude of types of digital communications and advances, in recent years the use of SDR technology has spread as an alternative to enable the creation of interoperable wireless devices without the need for exclusive equipment necessary before. In addition, tools with this technology have begun to be commercialized that are cheaper than the first ones, but, on the contrary, without so much processing power. In this project, the latest available 5G news will be analyzed, with special emphasis on the physical layer and the most relevant projects in which 5G is being included will be studied. Next, evaluate the capabilities of SDR technology and its options to implement modules of a mobile communication system, in this particular case, a 5G receiver, will also. Finally, after the simulations to check the correct functioning of the prototype, a drive test will be carried out where the current penetration will be analyzed at the system level.

En els últims anys, propiciat per l'augment de la capacitat de processament del programari i el creixement exponencial del nombre de dispositius mòbils, les àrees en les quals es poden integrar els serveis de comunicacions mòbils han augmentat significativament. Per a sadollar les demandes d'aquestes noves tecnologies, actualment s'està desplegant l'última generació de tecnologia mòbil. Aquesta última generació de xarxes mòbils, 5G, és el començament del desenvolupament de la digitalització per a la interconnexió de la societat. Tradicionalment, a l'hora de desplegar una xarxa d'un sistema de comunicacions mòbils, la majoria de l'equipament era maquinari i propietari, per la qual cosa la dependència en ells era total. No obstant això, amb les últimes generacions s'han inclòs parts digitals fins a arribar a l'actualitat on els avanços tecnològics han encaminat al fet que les comunicacions siguin digitals en la pràctica totalitat. A més, davant la multitud de tipus de comunicacions digitals i avanços, en els últims anys s'ha estès l'ús de la tecnologia SDR com a alternativa per a poder habilitar la creació de dispositius sense fils interoperables sense la necessitat d'equipament exclusiu necessari abans. També, s'han començat a comercialitzar eines amb aquesta tecnologia que resulten més econòmiques que les primeres, però, per contra, sense tant de poder per al processament. En aquest projecte, s'analitzaran les últimes novetats disponibles de la 5G, posant l'accent principalment en la capa física i estudiaran els projectes més rellevants en els quals s'està incloent el 5G. A continuació, s'avaluaran les capacitats de la tecnologia SDR i les seves opcions per a implementar mòduls d'un sistema de comunicació mòbil, en aquest cas, un canal del receptor 5G. Finalment es realitzarà una prova de camp on s'analitzarà a nivell de sistema, el desplegament actual.