Navegando por Assunto "Fronthaul"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise de desempenho de redes de acesso G.mgfast e fronthaul 5G baseado em cabos coaxiais
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-27) FREITAS, Marx Miguel Miranda de; NUNES, Diogo Lobato Acatauassú; http://lattes.cnpq.br/1972007941497086; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
Este trabalho explora duas possibilidades de aproveitamento de tecnologias de sistemas cabeados maduras, utilizadas nas redes banda larga dos sistemas de 4a geração, em aplicações emergentes de próxima geração. Especificamente, avaliam-se duas propostas de uso da estrutura cabeada das redes HFC (Hybrid Fiber Coax) e dos sistemas de SAT TV (Satellite Television). A primeira delas, como suporte em redes de transporte (fronthaul) analógico de rede 5G. A segunda avalia o uso dos cabos coaxiais em redes de acesso G.mgfast (Multi Gigabit G.fast). Na primeira, são mostradas as relações existentes entre as taxas de dados e o número de antenas alcançadas pelo cabo coaxial RG06 sob um nível de potência fixo e sob uma condição sinal ruído alvo, considerando distâncias distintas e duas configurações de sinais de rádio. Mostra-se que no (fronthaul) analógico 5G analisado, taxas superiores a 40 Gbps podem ser obtidas em um cabo coaxial RG06, dando suporte para 140 antenas, atendendo a critérios de transmissão do 3GPP. Para segunda solução é proposto um processo para redução consumo de energia na rede, por meio da adequação da potência de transmissão na rede coaxial, com maior carregamento de bits nas frequências iniciais do espectro. São analisados enlaces com cabos coaxiais RG59, RG06 e RG11, considerando taxas variando entre 5 Gbps e 10 Gbps e dois tipos de algoritmos de carregamento de bit. Mostra-se que com esses procedimentos a economia de potência obtida em único enlace com cabo coaxial de 100 m pode ser utilizada para alimentar outros 28 cabos de 50 m. Por outro lado, mostra-se que a redução de potência não é relevante, do ponto de vista da redistribuição, em cabos cujo comprimento seja menor ou igual a 25 m.
Acesso aberto (Open Access)
Uma análise técnico-econômica para implantação de arquiteturas centralizadas de redes de telefonia móveis
(Universidade Federal do Pará, 2018-03-06) SOUZA, Daniel da Silva; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734
Diante dos desafios propostos pela quinta geração de redes móveis, a arquitetura C-RAN (Centralized Radio Acess Network) vem ganhando espaço por oferecer suporte `a redes ultra-densas de alta capacidade de próxima geração e oferecer economias. Esta dissertação propõe uma metodologia de modelagem de TCO (Total Cost of Ownership) para C-RAN, CAPEX (Capital Expenditure), OPEX (Operational Expenditure), sendo estes, os critérios fundamentais no ramo de avaliação e projeção de investimentos. Logo é apresentado com um maior nível de detalhamento quanto aos aspectos de investimento, que são de grande relevância para o cenário de arquitetura de redes móveis de comunicação. Dessa forma, este trabalho ´e conduzido no sentido de avaliar o contexto econômico de implantação de uma arquitetura centralizada, baseando-se, principalmente, nos aspectos financeiros que operadoras de serviços necessitam planejar antes de implantar uma nova rede de acesso móvel. O modelo proposto é utilizado em um estudo de caso em que o custo total de implementação e operação das arquiteturas distribuídas e centralizadas são comparados levando em consideração diversos cenários específicos. Os resultados apontam uma economia nos cenários centralizados e destacam os aspectos econômicos mais relevantes no planejamento da C-RAN.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de técnicas de compressão de sinais Para o fronthaul
(Universidade Federal do Pará, 2019-11-27) BRITO, Flávio Mendes de; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284
A crescente demanda de dados das redes móveis motivou a criação e evolução de arquiteturas objetivando suprir tais requisitos de transferência. Para suprir estas demandas, diversos desafios precisam ser vencidos e, entre eles, destaca-se a transferência de dados no link entre a Base Station Unit (BBU) e a Remote Radio Head (RRH). Conhecido como fronthaul, este link necessita de alta velocidade na transferência de informações e um método que permite transmitir mais dados usando a mesma taxa é chamado de compressão. Portanto, este trabalho teve como objetivo a avaliação de diferentes técnicas utilizadas na compressão de dados no fronthaul. Inicialmente, verificou-se a eficiência de alguns quantizadores tais como o quantizador escalar (SQ), vetorial de duas dimensões (VQ) e a Trellis Coded Quantization (TCQ). A análise consistiu na combinação destes quantizadores com resampling, Block Scaling e codificação Huffman. Nestas análises, verificou-se que o sistema utilizando TCQ como quantizador obteve a melhor relação entre Error Vector Magnitude (EVM) e custo computacional, oferecendo uma EVM inferior ao quantizador escalar e um custo computacional inferior ao quantizador vetorial.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação técnico econômica de alternativas backhaul e fronthaul para arquiteturas de rádio centralizado em cenários 5G indoor
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-28) FERNANDES, André Lucas Pinho; FARIAS, Fabrício de Souza; http://lattes.cnpq.br/1521079293982268; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
As redes de transporte possuem um papel fundamental no atendimento das demandas de qualquer sistema de telecomunicações. A quinta geração de sistemas de telecomunicação móvel, o 5G, busca dar suporte a uma sociedade altamente digitalizada, a qual possui altas demandas de operação. CRA (Centralized Radio Architeture – Arquitetura de Rádio Centralizado) tem emergido como alternativa de transporte tecnicamente capaz de atender o 5G. Esta solução divide a rede de transporte em duas seções, o backhaul e o fronthaul, os quais podem se subdividir em vários níveis de enlaces, sejam eles ópticos, metálicos ou baseados em micro-ondas. A viabilidade de qualquer tecnologia para suporte ao 5G não depende apenas do atendimento técnico de requisitos, sejam de tráfego, cobertura, disponibilidade ou outros, mas também dos aspectos econômicos de instalação e operação das tecnologias. Nesse contexto, este trabalho realiza uma análise técnica e econômica para CRAs atendendo o ambiente indoor no contexto 5G. Para tal fim, um modelo de previsão de tráfego de referência é utilizado e um conjunto de modelos para dimensionamento, previsão de comportamento de falhas e custos foram propostos e desenvolvidos, os quais são genéricos e podem ser aplicados a diferentes tipos de configuração de redes ou ambientes, seja no indoor ou outdoor, de forma que os dois últimos modelos se baseiam em uma modelagem Markoviana resolvida por simulação. As análises focaram em CRAs instaladas no ambiente indoor, onde os usuários passam a maior parte de seu tempo, considerando um cenário urbano de alta densidade, fronthaul com níveis de enlaces ópticos e metálicos ou somente metálicos, assim como backhaul baseado em PON (Passive Optical Network – Rede Óptica Passiva). As alternativas fronthaul consideradas foram híbrida óptico-metálica usando transceptores bidirecionais de 10 e 32 Gbps, assim como, totalmente metálica usando o padrão G.(mg)fast, fazendo ou não uso do modo de transmissão fantasma, o qual é uma técnica para a criação de canais diferenciais virtuais a partir de pares trançados reais, resultando no aumento de capacidade em cabos metálicos. Os padrões de PONs considerados para backhaul são 40 Gigabit PON e wavelength division multiplexing PON, já as topologias em termos de proteção contra falhas de equipamentos são básica (desprotegida), protegida no nível de alimentação, protegida no nível de alimentação e terminal de linha óptica, e protegida no terminal de linha óptica e em ambos os níveis (alimentação e distribuição). Os resultados obtidos indicam que a melhor alternativa de fronthaul para CRA, atendendo uma edificação mediana de um cenário urbano de alta densidade, é a totalmente metálica usando padrão G.(mg)fast com modo de transmissão fantasma. Além disso, também indicam que PONs podem ser viáveis como backhaul 5G se esquemas proteção forem usados, e que num cenário urbano de alta densidade, o padrão 40 Gigabit PON é o mais viável técnica e economicamente parabackhaul de CRAs.
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Compressão de CSI para MIMO distribuído com processamento centralizado
(Universidade Federal do Pará, 2024-06-18) SILVA, Marcos Davi Lima da; RAMALHO, Leonardo Lira; http://lattes.cnpq.br/7565458988876048; https://orcid.org/0000-0003-3165-1941
Em Distributed-MIMO (D-MIMO), um grande número de Antenna Points (APs) distribuídos são coordenados por uma Central Unit (CU) para atender um número limitado de usuários com os mesmos recursos de tempo/frequência, que traz melhorias na eficiência espectral. O sucesso do D-MIMO depende da pré-codificação e alocação de potência, onde podem ser realizadas de forma totalmente centralizada na CU ou distribuídas nos APs. A abordagem centralizada apresenta maior eficiência espectral do que a implementação distribuída, mas requer um pico significativo de tráfego fronthaul devido à troca de Channel State Information (CSI) entre APs e CU. Neste trabalho, são propostos esquemas de compressão CSI para permitir a implementa- ção prática e centralizada de D-MIMO. É mostrado que dependendo da configuração de compressão, a eficiência espectral pode ser tão boa quanto no caso sem compressão. Além disso, este trabalho explora a implementação de multiple-input multiple-output (MIMO) dentro da estrutura da arquitetura New Radio (NR). O estudo avalia uma implantação MIMO distribuída usando sinais NR com compressão e avalia seu desempenho em comparação ao cenário sem compressão. Através de simulações utilizando a camada física NR, os resultados também mostram que a eficiência espectral pode ser tão boa quanto no caso sem compressão dependendo da configuração de compressão. Por fim, as simulações com sinais NR mostram aspectos práticos importante e a viabilidade de se implementar D-MIMO na arquitetura 5G e além do 5G.
Acesso aberto (Open Access)
Compressão de sinais em sistemas de rádio sobre fibra digital para redes fronthaul
(Universidade Federal do Pará, 2019-07-23) MATE, Dércio Manuel; TEIXEIRA, António Luis de Jesus; OLIVEIRA, Rosinei de Sousa; http://lattes.cnpq.br/3853897074036715; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
A introdução de tecnologias como Carrier Aggregation (CA), Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) e Coordinated Multipoint (CoMP), visando melhorar a capacidade dos sistemas móveis de banda larga, aumenta o desafio para implantação do Mobile fronthaul devido à limitação da capacidade da infraestrutura para suportar altas taxas de transmissão. Uma abordagem usada para lidar com a limitação da capacidade do fronthaul é a compressão do sinal transmitido. Várias técnicas vêm sendo desenvolvidas para compressão do sinal no fronthaul e a maioria dessas técnicas comprime o sinal transmitido em banda base. Neste trabalho é desenvolvida uma técnica de compressão, para cenários específicos dos sistemas Rádio-sobre-Fibra digital, configurados para transmissão do sinal em frequência intermediária. Esta técnica usa informações sobre o estado de canal de rádio (Channel state information) para controlar a compressão do sinal no fronthaul. Os resultados das simulações, com a técnica desenvolvida, demonstram a sua capacidade para reduzir o volume de dados transmitidos na rede em cerca de 45,05%. Além disso, esta técnica permite a transmissão de sinais com modulação de 64 QAM, usando uma resolução menor (até 4 bits por amostra) no quantizador, mantendo o EVM abaixo do limiar recomendado pelo 3GPP (8%). Por fim, o desempenho da rede fronthaul é avaliado experimentalmente em um enlace óptico de 20-km, considerando cenários com compressão e sem compressão do sinal.
Acesso aberto (Open Access)
FPGA implementation and evaluation of synchronization architectures for ethernet-based cloud-ran fronthaul
(Universidade Federal do Pará, 2016-01-18) FREIRE, Igor Antonio Auad; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284
A utilização da infra-estrutura Ethernet disponível na maioria dos edifícios comerciais pode aliviar os custos envolvidos com provisionamento de fronthaul em redes de acesso de rádio em nuvem. No entanto, as especificações atuais de interfaces fronthaul contam com links síncronos e dedicados, os quais suportam nativamente recursos como a distribuição da sincronização através da camada física dos dispositivos. Neste contexto, uma solução de bom custo benefício e compatível com protocolos e equipamentos em atual uso e adaptar as interfaces fronthaul padrão (e.g. CPRI) para redes assíncronas usando equipamentos capazes de atingir requisitos de sincronização através de redes Ethernet legadas. Esta dissertação propõe considerações de projeto e avalia a viabilidade de arquiteturas de sincronização em tal cenário, através do desenvolvimento de um banco de testes com hardware baseado em FPGA. São contrastadas duas soluções: uma abordagem simples que emprega fila elástica de recepção para a recuperação de frequência e uma solução fim-a-fim utilizando o protocolo de precisão de tempo IEEE 1588 para alinhamento em tempo e frequência. Resultados sugerem que o esquema utilizando PTP somente nos pontos finais pode atingir os requisitos de sincronização de tempo e frequência estabelecidos por padrões de telefonia móvel atuais se a variação de atraso de pacote for tratada com razoáveis estratégias implementadas a n´nível de algoritmo.
Acesso aberto (Open Access)
Impacto de não-uniformidades em cabos de pares trançados na transmissão em modo fantasma
(Universidade Federal do Pará, 2017-09-25) OHASHI, Aline Ayako; RODRIGUES, Roberto Menezes; http://lattes.cnpq.br/0848357090195263; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
Espera-se que o tráfego para sistemas de comunicação móveis aumente drasticamente nos próximos anos. A nova geração de comunicação denominada 5G está em processo de desenvolvimento com o intuito de dar suporte a tais demandas, permitindo uma gama de novas aplicações. Um ponto chave para o sucesso das futuras redes 5G é a adoção de soluções fronthaul. Em geral, enlaces ópticos e de micro-ondas são as alternativas mais adequadas para o fronthaul. Entretanto, o cobre ainda é uma alternativa viável em certas situações, principalmente devido ao custo reduzido e a aplicação de técnicas que aumentam o seu desempenho, como o modo fantasma. Tal técnica adiciona canais de comunicação extras aos enlaces físicos existentes, aumentando assim a taxa de dados agregada. Para tanto, os canais ditos “fantasmas” utilizam sinalização em modo comum sobre os canais ordinários (diferenciais). Idealmente, não existe acoplamento entre os canais diferenciais e o fantasma. Entretanto, cabos de cobre possuem não-uniformidades que são fonte de acoplamento de sinal entre os pares, especialmente em frequências da ordem de centenas de MHz. Não é completamente conhecido como as não-uniformidades nos cabos afetam o vazamento do modo de transmissão diferencial para o fantasma e vice-versa. Neste trabalho é estudado o efeito de não-uniformidades em cabos na atenuação dos canais fantasma e diferencial bem como no acoplamento de sinal (crosstalk) entre eles. Para viabilizar a transmissão em modo fantasma, foi adaptado um simulador desenvolvido na Universidade de Stanford. Foram simulados três tipos de não-uniformidades: variação na distância entre o centro dos pares, pigtail e trançado não-uniforme, para faixas de DC até 500 MHz, utilizando cabos com comprimentos de 10 a 100 m. Mostra-se que o canal fantasma agrega taxa com contribuição de 61,94% em cenários uniformes para 100 m. Além disso, para este mesmo comprimento, variações no centro do par teve impacto dominante para redução da taxa agregada com apenas 24,02% de contribuição do canal fantasma, enquanto que o trançado não-uniforme tem impacto desprezível na taxa de dados do canal, de maneira que a contribuição do canal fantasma foi de 61,93 %. Além disso, mostrou-se que o pigtail teve impacto somente para comprimentos pequenos.