Estudio y análisis de las tecnologías aplicadas en la interfaz aire de las comunicaciones móviles de 5G.

Abstract

La presente investigación se desenvuelve en torno a las comunicaciones móviles de quinta generación, a medida que evoluciona la infraestructura de las redes, también se espera un incremento en las capacidades que ofrecen a los usuarios. Características que recaen especialmente en el desarrollo de la capa física de las redes 5G NR, la misma que se desenvuelve mediante las distintas tecnologías que son aplicadas en la interfaz de radio, por ende, el análisis de cada una de las tecnologías y fundamentos básicos se desarrollan a lo largo de tres capítulos. En el primer capítulo se lleva a cabo la revisión de los fundamentos teóricos acerca de la evolución de las tecnologías implementadas desde la primera hasta la cuarta generación, conjuntamente a la arquitectura básica para la implementación de 5G. En el segundo capítulo se inicia con el desarrollo de la metodología enfocada a las ondas milimétricas (mmWave) en donde, mediante la representación en el software NYUSIM se extraen los principales datos del modelo de canal como pérdidas del trayecto y potencias recibidas, desde el punto de vista de diferentes escenarios (UMi, UMa, RMa y InH). Finalmente, en el tercer capítulo de desarrollan las bases de las tecnologías que se aplican en la interfaz radio, teniendo; formas de onda, modulación, codificación y técnicas de acceso múltiple, junto con el sistema de antenas necesaria para llevar acabo el despliegue de 5G. Los resultados mediante el software NYUSIM comprenden el comportamiento de mmWave, en donde las pérdidas serán proporcionales a la distancia en la que se encuentra el equipo de usuario y de acuerdo al modelo de bloqueo humano. En términos de potencia recibida se mantiene en un rango óptimo, característico para 5G. En las tecnologías aplicadas en la interfaz, OFDMA se mantiene como técnica favorita de acceso múltiple, sin embargo, el desarrollo de NOMA se perfila como un buen candidato, al igual que GFDM como técnica de forma de onda al superar principalmente las limitaciones de FBMC o de UFMC. Referente a los esquemas de modulación a pesar que el esquema recomendado es el de 256 QAM, la posibilidad de 1024 QAM crea una gran expectativa. De la misma manera los códigos polares y LDPC como técnicas para corregir errores que son producidos en el canal de información, esto dentro de los procesos de codificación desarrollados para 5G. Se destacan los reportes y especificaciones técnicas del Release 16 del 3GPP, las recomendaciones generadas envuelven a las tecnologías analizadas haciendo cumplir con los principales indicadores claves de rendimiento de 5G. Adicionalmente, se analiza la Radio Cognitiva como una de las tecnologías emergentes para mejorar parámetros o limitantes de tecnologías actuales.

Palabras clave: 5G, Release 16, Nyusim, mmWave, acceso múltiple, codificación de canal.