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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3590| Emulación de la capa física de un sistema de comunicaciones DFTS-OFDM inalámbrico operando en modo full-duplex en banda (IBFD) A DFTS-OFDM wireless system physic layer implementation operating in In-Band full-duplex mode (IBFD) | |
| SERGIO ARMAS JIMENEZ | |
| Jaime Sánchez García | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| FD, IBFD, DFTS-OFDM, SIC, GNU Radio, USRP FD, IBFD, DFTS-OFDM, SIC, GNU Radio, USRP | |
| Se implementó la capa física de un sistema inalámbrico de comunicaciones que contempla multiplexado por división de frecuencias ortogonales (OFDM, por sus siglas en inglés) y esparcimiento con la transformada discreta de Fourier (DFTS, por sus siglas en inglés), DFTS-OFDM, operando en modo Full-Duplex (FD). La plataforma de implementación fue el software de GNU Radio junto con el hardware de USRP (siglas en inglés de Universal Software Radio Peripheral). La operación de un nodo FD requiere de la disminución al máximo de la señal de auto-interferencia (SI, por sus siglas en inglés); para conseguirlo, se aplicaron cuatro técnicas: dos en el dominio de la propagación y dos más en el digital. En el dominio de RF se aplicó supresión pasiva de SI con el acomodo ortogonal entre los campos electromagnéticos de las antenas transmisora (Tx) y receptora (Rx), y supresión activa con la generación de una señal canceladora de SI. Las técnicas aplicadas en el dominio digital son contribuciones originales y tienen como objetivo mejorar la calidad del enlace, facilitando la cancelación del residual de la señal de SI. La primera técnica consiste en esparcir los datos digitalmente modulados con la aplicación de una DFT, previo a la formación del símbolo OFDM, generando una señal DFTS-OFDM. Con el símbolo DFTS-OFDM se consiguen dos beneficios importantes: una ganancia de codificación a la carga y el cambio de la señal con prominentes picos de potencia a una más homogénea. La segunda técnica propone utilizar símbolos OFDM con distinta cantidad de sub-portadoras (S-P, en delante), lo que produce dos sistemas virtualmente distintos coexistiendo en el mismo canal, sin posibilidad de sincronizarse erróneamente. Las primeras dos técnicas permiten atenuar la señal de SI, mientras que las dos técnicas propuestas como novedad en este trabajo, la harán ver como ruido gaussiano, facilitando su cancelación y la recuperación de la señal de interés en el nodo FD. El funcionamiento del nodo FD fue probado en un esquema de tres nodos, el cual permite tener dos enlaces distintos, operando simultáneamente sobre el mismo ancho de banda. Dos de los nodos en dicho esquema son de tipo half-duplex (HD), los cuales se enlazan al nodo FD, actuando uno como Tx y otro como Rx. Para aislar los nodos HD entre sí, se diseñó una caja con material absorbente de RF. El desempeño global al aplicar las técnicas de SIC, se midió en términos de tasa de bit erróneo (BER, por sus siglas en inglés) en función ... The physical layer of a wireless communication system that applies orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and spreading with the discrete Fourier transform (DFTS), DFTS-OFDM, operating in Full-Duplex (FD) mode, was implemented in this thesis, using GNU (GNU’s Not Unix) Radio software and universal software radio peripheral (USRP) hardware technology. The FD operation on a device requires the reduction to a minimum level of the self-interference (SI) signal. To achieve this, four techniques were applied: two in the radio frequency (RF) domain and two in the digital domain. In the RF domain, a passive suppression is obtained by placing the transmitter (Tx) and receiver (Rx) antennas such that they generate orthogonal electromagnetic fields. Also, an active signal suppression is achieved, by generating a local SI cancellation (SIC) signal, then the obtained SIC and the Rx signals are combined and the resulting signal is feeding to the low noise amplifier at the FD receiver node. The techniques applied in the digital domain are original contributions and aim to improve the quality of the link, facilitating the cancellation of the SI signal. The first technique consists of spreading the digitally modulated data with the application of a DFT, prior to the formation of the OFDM symbol, generating a DFTS-OFDM signal. Two important benefits are achieved with the DFTS-OFDM technique: a coding gain on payload data and the shift of the signal with prominent power peaks to one with more homogeneous behavior. The second technique proposes to use OFDM symbols with different amount of sub-carriers (S-P), which produces two virtually different systems coexisting on the same channel, without the possibility of being erroneously synchronized. The first two techniques make it possible to attenuate the SI signal, while the two digital techniques, proposed as a novelty in this work, will make it look like gaussian noise, facilitating its cancellation and the recovery of the signal of interest at the FD node. The operation of the FD system was tested in a three-node scheme, using two additional half-duplex (HD) type nodes. The three node scheme allows to have two different links, operating simultaneously on the same bandwidth. To guarantee minimal interference between the HD nodes (linked to the FD node, one acting as Tx and the other as Rx), a box with RF absorbing material was designed, which allowed them to be isolated. Overall performance when applying SIC ... | |
| CICESE | |
| 2021 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Armas Jiménez, S. 2021. Emulación de la capa física de un sistema de comunicaciones DFTS-OFDM inalámbrico operando en modo full-duplex en banda (IBFD). Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 75 pp. | |
| DISPOSITIVOS FOTOELÉCTRICOS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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