Análise do desempenho de sistemas de transmissão rádio sobre fibra

Abstract

Nas redes móveis, a Radio Access Network (RAN) é a tecnologia que fornece o acesso a cada terminal móvel, estabelecendo a sua ligação até ao núcleo da rede, a Core Network. Com a evolução das redes móveis, são exigidas maiores taxas de transmissão, larguras de banda flexíveis, maior eficiência espectral e baixos custos de operação. De forma a suportar estes requisitos, criou-se o paradigma Cloud-RAN (C-RAN). Esta arquitetura garante a centralização de processamento e a substituição das Base Stations (BSs), utilizadas na RAN, por unidades remotas menos complexas. O conceito de fronthaul é responsável pela transmissão entre as Base Band Units (BBUs) e as Remote Radio Heads (RRHs), baseada maioritariamente no protocolo Common Public Radio Interface (CPRI) da Digital Radio over Fiber (D-RoF). As limitações de largura de banda e de latência impostas por esta estratégia podem ser ultrapassadas caso o sinal seja transmitido no seu formato nativo, através de técnicas de Radio sobre Fibra (RoF). O paradigma C-RAN é implementado na mais recente norma utilizada em comunicações móveis, o Long Term Evolution (LTE). Esta norma utiliza protocolos específicos para a transmissão de dados, sendo o foco deste trabalho a camada física do LTE, onde o Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) é a técnica de modulação utilizada para comunicações downlink. Assim, foi implementado um sistema experimental capaz de avaliar o desempenho de sistemas de radio e que utilizam modulação OFDM. Implementou-se um gerador de sinais OFDM, um recetor e um avaliador de desempenho. O gerador desenvolvido em Matlab, gera sinais OFDM de banda-base que são utilizados para programar um gerador de sinais RF. O sinal OFDM RF é então medido e adquirido pelo osciloscópio de grande largura de banda (25 GHz), e de seguida processado em Matlab. Por último, o sistema experimental implementado é utilizado para avaliar o desempenho de uma RoF que transmite sinais OFDM com requisitos do LTE. Esta ligação utiliza um laser de cavidade vertical com emissão pela superfície (VCSELs – Vertical Cavity Surface-Emitting). O desempenho é avaliado através do Error Vector Magnitude (EVM), sendo medido para diferentes sinais OFDM enviados com diferentes correntes de polarização. O desempenho desta ligação é comparado com o desempenho do sistema de avaliação implementado sem qualquer ligação RoF introduzida.