Implementation of an LTE software defned radio for the ORCIP testbed

Abstract

The constant evolution in communications has lead to the development of new technologies such as LTE and SDR systems. This dissertation presents the development of a LTE-based SDR system for the ORCIP testbed. A detailed study of LTE technologies and standards is firstly presented, in order to ensure a complete understanding of the topic. Subsequently, using MATLAB, a configurable LTE transmitter and receiver are designed while taking into the corresponding standarts. The functionally of the transmitter and receiver include generating and decoding LTE waveforms with multiple parameter choices such as bandwidth, modulation order, number of subframes, among others. With these modules a carrier aggregation implementation is also performed. To complete the SDR system, an oscilloscope and an arbitrary waveform generator were connected to verify the implemented LTE modules. The generated LTE signals are loaded to the AWG and the waveforms captured by the oscilloscope are processed with the developed LTE receiver. Test based on EVM measurements are performed for both single carrier and carrier aggregation scenarios. The obtained results confirms a good performance for both single carrier and carrier aggregation, which proves that the system implementation can be applied to testbed systems; e.g. ORCIP testbed.

A constante evolução das comunicações levou ao desenvolvimento de novas tecnologias como o LTE e sistemas SDR. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema SDR baseado em LTE para o banco de testes do ORCIP. Um estudo detalhado das tecnologias e normas do LTE é primeiramente apresentado para garantir uma completa interpretação do tópico. Subsequentemente, usando MATLAB, um transmissor e recetor LTE configuráveis são projetados tendo em conta as normas correspondentes. A funcionalidade do transmissor e recetor inclui a geração e descodificação de formas de onda LTE com a escolha de múltiplos parâmetros como largura de banda, ordem de modulação, número de subframes, entre outros. Com estes módulos é também realizada uma implementação de agregação de portadoras. Para completar o sistema SDR, um osciloscópio e um gerador de sinais arbitrário foram conectados para verificar os módulos LTE implementados. Os sinais LTE gerados são carregados para o AWG e as formas de onda capturadas pelo osciloscópio são processadas com o recetor LTE desenvolvido. E realizado um teste baseado em medições de EVM para ambos os cenários de portadora única e agregação de portadoras. Os resultados obtidos confirmam um bom desempenho para ambos os cenários de portadora única e agregação de portadoras, provando assim que o sistema implementado pode ser aplicado para sistemas de banco de testes; p. ex. banco de testes do ORCIP.