Efecto de la dispersión del mapeo de las portadoras en el SNR y en el PAPR en sistemas de LTE usando SC-FDMA

Abstract

Un estudio exhaustivo de las técnicas modernas de modulación es esencial para el diseño de sistemas futuros. Las tecnologías basadas en OFDM, como LTE, se están volviendo más penetrantes a medida que los sistemas descendientes de LTE han adoptado esta técnica de modulación. Los sistemas celulares inalámbricos 5G probablemente seguirán esta tendencia. Es importante estudiar las fortalezas y debilidades de las modulaciones basadas en OFDM para mejorar el rendimiento con las nuevas generaciones. Por esta razón, es esencial determinar qué componentes contribuyen al rendimiento del sistema y eliminar o reemplazar aquellos que no lo hacen. Se estudió un sistema de SC-FDMA usando varios métodos de mapeo de portadoras. En este trabajo se realizó dos tipos de estudios: 1) Análisis exhaustivo del mapeo de las portadoras de SC-FDMA, específicamente SC-LFDMA y SC-IFDMA. Para estudiar las fortalezas y debilidades de SC-LFDMA y SC-IFDMA se genera un escenario donde se considera el canal AWGN y 2) Para poder enfatizar los beneficios de SC-IFDMA se genera dos escenarios: a) Canal con desvanecimiento selectivo en frecuencia y ganancia selectiva de frecuencia usando ruido AWGN y b) Canal con desvanecimiento selectivo en frecuencia usando ruido AWGN. El ruido estudiado en este trabajo es el AWGN. Específicamente se quiere estudiar el beneficio d e los tipos de mapeo de portadoras usando redundancia. Como escenario de control se utiliza el mismo esquema pero sin redundancia. La modulación ascendente de LTE implementa SC-LFDMA, que tiene un PAPR alto comparado con el SC-IFDMA. Se argumenta que SC-LFDMA tiene un alto Eb/N0, sin embargo, aquí se demuestra que sólo la varianza de la Eb/N0 se incrementa, pero el promedio sigue siendo el mismo en un escenario donde se considera el canal AWGN. En un canal con desvanecimiento selectivo en frecuencia usando ruido AWGN, la Eb/N0 de SC-IFDMA es superior a SC-LFDMA, en el escenario de control y también para el caso con redundancia. Para un canal con desvanecimiento selectivo en frecuencia y ganancia selectiva de frecuencia usando ruido AWGN se demuestra que la Eb/N0 de SC-LFDMA es superior a SC-IFDMA en un escenario con redundancia, pero al tener alto BER el SC-LFDMA, el SC-IFDMA es mejor. Para el escenario de control, la Eb/N0 de SC-IFDMA es igual a SC-LFDMA, pero al tener alto BER el SC-LFDMA, el SC-IFDMA es mejor. En términos de PAPR, para todos los casos y escenarios el SC-IFDMA tiene un PAPR bajo comparado con el SC-LFDMA. A pesar de que LTE utiliza SC-LFDMA, las tecnologías futuras deberían considerar el estudio de los beneficios del SC-IFDMA, ya que se demuestra que tiene mucho que ofrecer. En particular, para las transmisiones ascendentes, ya que es más eficiente desde el punto de vista energético y no parece haber un compromiso de rendimiento significativo. Por lo tanto, se debe seleccionar una técnica de modulación de PAPR baja, tal como SC-IFDMA, para transmisiones ascendentes de redes celulares inalámbricas de próxima generación.