Desarrollo de modelos analíticos para la evaluación de desempeño de los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (5G)

Detalles del proyecto

Descripción

Desarrollar metodologías y modelos analíticos, que permitan evaluar el desempeño de los sistemas de comunicaciones inalámbricos de quinta generación (5G).

Descripción de Layman

Durante la década pasada, las comunicaciones inalámbricas han disfrutado de su más rápido crecimiento tecnológico, creciendo desde una idea a uno de los mercados más grandes del siglo XXI. La característica más atractiva de esta tecnología es el intercambio de información en cualquier momento y lugar. Así, de acuerdo a una estimación de CISCO, CISCO visual networking index (VNI) anticipó que el tráfico de dispositivos inalámbricos y móviles superaría al de dispositivos cableados en 2016. La evolución de los sistemas de comunicaciones inalámbricas puede ser categorizada en generaciones, donde cada generación supera las limitaciones de la generación anterior. Actualmente nos encontramos en la cuarta generación (4G) que proporciona una taza de transmisión de datos mayor a los 200Mbps y utiliza tecnologías basadas en la multiplexación por división ortogonal de frecuencias (OFDM – del ingles Orthogonal Frequency División Multiplexing).

La quinta generación (5G) tienen como objetivo soportar mayores tasas de transmisiones de datos, mayores velocidades de los dispositivos móviles, tener una mejor eficiencia espectral, mayor rendimiento y mayor número de conexiones. Los requisitos de estos nuevos sistemas imponen desafíos técnicos que engloban los conocimientos de sistemas de comunicaciones, procesamiento de señales, radio-frecuencia, diseño de circuitos, desarrollo de protocolos, etc. Se requiere el conocimiento de las técnicas para su mejora y eficiencia.

Actualmente es posible encontrar en la literatura algunos trabajos que estudian y analizan posibles soluciones que permitan cumplir con los requisitos de los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación. Los principales temas abordados en la literatura incluyen (i) Uso de nuevas formas de onda (waveforms), (ii) Uso de sistemas de múltiples entradas y salidas (MIMO systems) y (iii) uso de sistemas con ondas milimétricas.

Debido a la inexistencia de información de modelos analíticos para evaluar el desempeño de estos sistemas, este proyecto de investigación tiene como objetivo principal desarrollar expresiones y modelos analíticos que permitan analizar el desempeño de los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (New waveforms, MIMO systems, y millimeter-wave systems). Inicialmente el proyecto será desarrollado en tres actividades:

(i) Desarrollo de modelos analíticos para evaluar el desempeño de sistemas de quinta generación usando las nuevas formas de onda propuestas: GFDM, FBMC, UFMC entre otras.
(ii) Desarrollo de modelos analíticos para evaluar el desempeño de sistemas MIMO que utilizan una de las formas de onda propuesta y estudiada en la actividad anterior.
(iii) Desarrollo de modelos analíticos para evaluar el desempeño sistemas 5G que utilizan ondas milimétricas.

El desarrollo del proyecto tiene como punto de partida el análisis de los resultados actualmente disponibles en la literatura sobre los asuntos considerados. En todo el proyecto, los análisis y los estudios se harán a través de desarrollos teóricos y, cuando el enfoque analítico sea muy complejo por medio de simulaciones. En el desarrollo de la primera actividad, se realizará la identificación y caracterización del sistema de transmisión/recepción y la caracterización del canal móvil considerado. Esta caracterización y modelado servirán de base para los desarrollos teóricos de las siguientes actividades. En la segunda actividad se considera la utilización de un sistema MIMO y la tercera actividad considera el uso de ondas milimétricas en sistemas MIMO. Finalmente, se realizará un análisis comparativo de los resultados obtenidos en las tres actividades.

Los resultados esperados a la finalización del proyecto son los siguientes:
- Titulación de dos alumnos de pre-grado.
- Publicación de un artículos en congresos internacionales de alto impacto.
- Publicación de dos artículos en revistas indexadas.

Hallazgos clave

Sistemas de comunicaciones, Quinta Generación, Sistemas móviles, formas de onda, emisiones fuera de banda, Tasa de error de bit, análisis de desempeño, UNSA, AREQUIPA
EstadoActivo
Fecha de inicio/Fecha fin6/02/19 → …