Μελέτη και εργαστηριακές μετρήσεις ενός πομποδέκτη κυψελωτού τηλεπικοινωνιακού συστήματος

Abstract

Στην παρούσα πτυχιακή εργασία θα πραγματοποιηθεί μελέτη του LTE TDD καθοδικής ζεύξης (Downlink) σήματος με τη χρήση του αναλυτή σημάτων N9010A ΕΧΑ (Signal Analyzer) της εταιρίας Agilent. Η εργασία περιλαμβάνει δύο μέρη, το θεωρητικό μέρος και τις εργαστηριακές μετρήσεις. Το θεωρητικό κομμάτι της πτυχιακής εργασίας περιλαμβάνει τη μελέτη των προδιαγραφών Φυσικού Επιπέδου του συστήματος LTE TDD Downlink, όπως επίσης και την μελέτη της OFDM διαμόρφωσης / αποδιαμόρφωσης για το LTE, βασιζόμενες στα πρότυπα της 3GPP (3GPP TS 36213 v.880 Physical layer procedures και 3GPP TS 36211 v.890 Physical Channels and Modulation). Στο εργαστηριακό μέρος θα γίνει καταγραφή επίδοσης του εκπεμπόμενου σήματος κάνοντας ανάλυση φάσματος, μετρώντας το πλάτος διανυσματικού σφάλματος (EVM – Error Vector Magnitude), το ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio), το Occupied Bandwidth (OBW), το PAPR (Peak to Average Power Ratio) και τη συμπληρωματική αθροιστική συνάρτηση κατανομής (CCDF – Complementary Cumulative Distribution Function) για δύο φορείς (carriers), για τέσσερις φορείς και στη συνέχεια θα μετρηθεί το EVM έχοντας προσθέσει Λευκό Γκαουσιανό Θόρυβο (Additive White Gaussian Noise – AWGN). Η εργασία αποτελείται από πέντε κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία εισαγωγή σε όλες τις γενιές δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρονται οι στόχοι, τα χαρακτηριστικά και οι λειτουργίες του LTE και στη συνέχεια γίνεται ανάλυση του Φυσικού Επιπέδου του συστήματος. Στο επόμενο κεφάλαιο επεξηγείται η λειτουργία των αμφίδρομων τεχνικών FDD και TDD που χρησιμοποιεί το LTE. Το τέταρτο κεφάλαιο, που είναι και το τελευταίο του θεωρητικού μέρους περιλαμβάνει την τεχνική διαμόρφωσης OFDM που χρησιμοποιείται με συστήματα πολλαπλών κεραιών (SISO, SIMO, MISO, MIMO) τα οποία αναπτύσσονται στο συγκεκριμένο κεφάλαιο.

In the current thesis we will study the downlink of a LTE TDD signal with the use of the signal analyzer N9010A ΕΧΑ of the Agilent Company. There are two aspects in this project, the theoretical one and the laboratory measurements. The theoretical aspect of the project includes the study of the specifications of the physical layer of the LTE TDD Downlink system as well as the theoretical study of the OFDM modulation / demodulation of the LTE based on the standards of 3GPP (3GPP TS 36213 v.880 Physical Layer procedures and 3GPP TS 36211 v.890 Physical Channels and Modulation). In the laboratory part there is going to be a recording of the performance of the transmitted signal via spectrum analysis, measuring the EVM (Error Vector Magnitude), the ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio), the Occupied Bandwidth (OBW), the PAPR (Peak to Average Power Ratio) and the CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) also for two and four carriers and after that there will be a measurement of the EVM with Additive White Gaussian Noise (AWGN). This thesis consists of five chapters. In the first chapter there is an introduction to all generations of mobile telephone networks. In the second one there is a report on the goals, the characteristics and the functions of the LTE and after that, there is an analysis of the physical layer of the system. The next chapter includes an explanation of the FDD and TDD that LTE uses. The fourth and the last chapter of the theoretical part includes the OFDM modulation technique which is used with multiple antennas systems (SISO, SIMO, MISO, MIMO) which are also discussed in the final chapter.