Estudo comparativo de sistemas de rádio digital sobre fibra aplicado a C-RAN

O objetivo deste trabalho é comparar aspectos relacionados ao uso de Multiplexação por Subportadora (SCM) em um sistema de transmissão de Rádio Digital sobre Fibra (DRoF) aplicado à Arquitetura de Acesso a Rádio Centralizado (C-RAN). Para isso, foram criados dois cenários que fazem uso da tecnologia DRoF, onde no primeiro, três subportadoras são transmitidas em um comprimento de onda e, para o segundo cenário, três comprimentos de onda são transmitidos, onde cada um possui uma única subportadora. Para ambas configurações é visado alimentar unidades de rádio remoto (RRH) localizadas na torre de transmissão. São analisados aspectos de desempenho da recepção, alcance das redes e complexidade do sistema para cada um dos cenários propostos. Além disso, são mostrados passo a passo como os sistemas foram construídos utilizando o software de simulação VPITransmissionMaker. Foram considerados para cada subportadora uma taxa de 250 Mbps, modulação 16-QAM, centrados na frequência de 5GHz. Os resultados obtidos demonstram que, para SCM-DRoF, uma Taxa de Erro de Bit (BER) de 10^-6 é mantida constante para enlaces de até 20 km. No segundo modelo, sem uso de SCM, um desempenho similar foi verificado, contudo com alcance de até 40 km. Dado o contexto da aplicação, os fatores desempenho e distância levam a crer que ambos cenários de transmissão podem ser utilizadas para C-RAN. Contudo, levando em consideração o custo e a complexidade no domínio óptico, o sistema utilizando SCM, comparativamente, possui mais vantagens. Conclui-se então que o uso de SCM apresenta-se como uma forte opção para aplicações no contexto das novas tecnologias de redes de acesso móvel.

ABSTRACT: The aim of this work is based on the evaluation and comparison of aspects related to transmission of Digital Radio over Fiber (DROF) using Multicarrier Multiplexing Techniques (SCM) applied to Centralized Radio Access Networks architecture (C-RAN). The comparison was performed in two scenarios which the first made use of three subcarriers on a single wavelength, and the second scenario applied one subcarrier being carried also by one wavelength. Wavelength Division Multiplexing techniques (WDM) can be applied for both cases. Moreover, this work shows also the building process of the system step by step using the simulation software VPITransmissionMaker. As case study were considered the transmission of 16-QAM subcarriers each one with 250 Mbps carried in 5 GHz. The simulation analysis is discussed by evaluating the impact of the digitized process on the system performance, complexity and dynamic range. Results indicate that SCM-DRoF has a BER of 10^-6 for fiber links up to 20 km. For the second scenario without SCM the range can reach up to 40 km. Taking into account the cost and dynamic range, both proposals can be used as a solution for bridging the base stations. However, the complexity in the optical domain and the cost makes the SCM solution comparatively better than the case without it. It concludes that SCM is a cheaper and less complex solution which is able to feed antennas for the new generation of mobile network technologies. is able to feed antennas for the new generation of mobile network technologies.