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http://hdl.handle.net/10773/23759
Title: | Behavioral modeling of the NB-IoT Uplink physical laye |
Other Titles: | Modelaçcão comportamental da camada física NB-IoT - Uplink |
Author: | Brandão, Maria João Pinho |
Advisor: | Oliveira, Arnaldo Silva Rodrigues de Vieira, José Manuel Neto |
Keywords: | Engenharia eletrónica e telecomunicações Internet das coisas Modulação (Eletrónica) |
Defense Date: | 11-Dec-2017 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | A Internet das Coisas (IoT) consiste numa rede sem fios de sensores/atuadores
ligados entre si e que têm a capacidade de recolher dados. Devido
ao crescimento rápido do mercado IoT, as redes de longa distância e baixa
potência (LPWAN) tornaram-se populares. O NarrowBand-IoT (NB-IoT),
desenvolvido pela 3rd Generation Partnership Project (3GPP), é um desses
protocolos.
O principal objectivo desta dissertação é a implementação de uma simulação
comportamental em MATLAB do NB-IoT no uplink, que será disponibilizada
abertamente. Esta será focada, primariamente, na camada física e nas
suas respetivas funcionalidades, nomeadamente turbo coding, modulação
SC-FDMA, modelos de simulação de canal, desmodulação SC-FDMA, estimação de canal, equalizador e turbo decoding. A estimação de canal é
feita usando símbolos piloto previamente conhecidos. Os modelos de canal
utilizados são baseados nas especificações oficiais da 3GPP.
A taxa de bits errados (BER) é calculada e usada de forma a avaliar a performance
do turbo encoder e do equalizador zero forcing (ZF). Serve também
como comparação quando a implementação usa esquemas de modulação
diferentes (Binary Phase-Shift Keying (BPSK) e Quadrature Phase-Shift
Keying (QPSK)). Além disso, os sinais gerados em MATLAB são transmitidos
usando como front-end de radio-frequência (RF) uma Universal
Software Radio Peripheral (USRP). Posteriormente, são recebidos, desmodulados
e descodificados. Finalmente, é obtida a constelação do sinal, a BER
é calculada e os resultados são analisados. The Internet of Things (IoT) refers to a wireless network of interconnected sensors/actuators with data-collecting technologies. Low Power Wide Area Networks (LPWAN) have become popular due to the rapid growth of the IoT market. Narrowband-IoT (NB-IoT), developed by 3rd Generation Partnership Project (3GPP), is one of these protocols. The main objective of this thesis is the implementation of an open-source uplink behavioral simulator based on MATLAB. Its focus is primarily on Layer 1 (physical layer) relevant functionalities, namely turbo coding, Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access (SC-FDMA) modulation, channel modeling, SC-FDMA demodulation, channel estimation, equalization and turbo decoding. Channel estimation is performed using known pilot symbols. The used channel models are based on the 3GPP o cial release specs. The Bit Error Rate (BER) is calculated in order to evaluate the turbo encoder and the Zero Forcing (ZF) equalizer performance, and to compare Binary Phase-Shift Keying (BPSK) and Quadrature Phase-Shift Keying (QPSK) implementations. Furthermore, the MATLAB generated signal is transmitted using a radio-frequency (RF) front-end consisting of an Universal Software Radio Peripheral (USRP). Afterwards, the signal is received, demodulated and decoded. A constellation is obtained, the BER is calculated and the results are analyzed. |
Description: | Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/23759 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DETI - Dissertações de mestrado |
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