Considerazioni analoghe a quelle effettuate sul segnale a banda stretta possono essere riportate anche nel valutare le prestazioni del segnale a banda larga, riportate in figura 6.5, 6.6 e 6.7, per BER, SER e SINR rispettivamente. Ai fini di una maggiore chiarezza, sono stati mantenuti gli stessi riferimenti grafici precedentemente adottati.
È doveroso tenere in mente che, nello svolgimento delle simulazioni, è stata variata la forma d’onda associata alla comunicazione a banda larga, valutandone di volta in volta le rispettive prestazioni, mentre il segnale a banda stretta (interferente in questo caso) è stato trasmesso considerando la sola OFDM. Non deve quindi sorprendere come, per il segnale BB, le prestazioni migliori siano associate proprio alla tradizionale OFDM. Non prevedendo alcuna attenuazione delle sotto-portanti che lo compongono, questa forma d’onda risulta maggiormente tollerante verso l’interferenza in confronto alla FOFDM ed alla MOFDM. Sebbene la riduzione delle ampiezze delle sotto-portanti ai bordi dello spettro consenta di ridurre emissioni fuori banda associate a queste modulazioni, questa operazione rende le edge-subcarriers inevitabilmente più suscettibili alla presenza di un eventuale disturbo. Come possiamo notare dall’analisi delle curve, anche in questo caso la FOFDM presenta prestazioni leggermente migliori per entrambe le tipologie di simulazione condotte, ma pur sempre equiparabili a quelle della MOFDM. Nonostante questa similitudine, le prestazioni del segnale a banda larga, sia in termini di probabilità di errore, sia di SINR, risultano sensibilmente migliori del corrispettivo a banda stretta. Questa discrepanza è giustificata dal fatto che il segnale NB genera delle OoBE notevolmente inferiori di quelle prodotte dal segnale BB, risultando così un interferente meno invasivo.
Sempre in riferimento al segnale a banda larga, come anticipato durante la descrizione della FOFDM, al fine di quantificare l’effetto dell’ISI introdotta dall’operazione di filtraggio, è stata generata anche una versione modificata di questa forma d’onda, con prefisso ciclico ridotto a soli 4 campioni. Così facendo, l’allungamento di ciascun simbolo, proporzionale alla lunghezza (L) del filtro FIR impiegato, non ha modo di esaurirsi all’interno del seguente CP, ma si trova ad interferire con i campioni utili del simbolo successivo. Come mostrato dalle curve in nero, la presenza dell’ISI comporta una sensibile riduzione dell’intelligibilità del segnale, come appare evidente dalla figura 6.7, dove le prestazioni di questa particolare configurazione della FOFDM risultano notevolmente inferiori rispetto alla versione tradizionale con prefisso ciclico esteso (in rosso).
109
Sebbene una riduzione del prefisso ciclico così drastica sia nella pratica irrealistica, poiché è comunque presente un allungamento dei simboli dovuto al canale di comunicazione che deve essere opportunamente considerato, in questo modo si è voluto enfatizzare come per la FOFDM sia necessario un accurato dimensionamento del CP per evitare l’insorgere dell’ISI.
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Figura 6.6 – Symbol Error Rate (SER): Segnale a banda larga.
111
CONCLUSIONI
La crescita del numero dei dispositivi prevista e la massiccia diffusione della machine-type- communication, condurranno, nell’immediato futuro, ad una sempre maggiore frammentazione dello spettro elettromagnetico. Si renderà pertanto necessaria una modifica radicale dell’interfaccia radio degli attuali terminali mobili, che permetta un utilizzo più efficiente delle risorse spettrali. La modulazione OFDM, a causa dell’elevato livello delle OoBE, costringe all’impiego di ampie bande di guardia e pertanto si è rivelata inadatta a tale scopo. Varie forme d’onda sono state proposte come plausibili candidate per i sistemi di quinta generazione. Due di esse, la Masked-OFDM e la Filtered-OFDM, sono state analizzate in questo lavoro. In un primo momento, sfruttando l’ambiente di programmazione LabVIEW, è stato valutato il guadagno, in termini di efficienza spettrale, nell’impiegare una modulazione di tipo MOFDM in sostituzione alla tradizionale OFDM. Successivamente, avvalendosi delle NI-USRP, sono state condotte numerose simulazioni nelle quali è stata effettuata la ricetrasmissione dei formati di segnalazione considerati, in presenza di un segnale interferente, valutandone di volta in volta le prestazioni, in termini di BER, SER e SINR. Dall’analisi delle simulazioni è emerso come, nonostante la FOFDM abbia mostrato migliori prestazioni ed una maggiore capacità nella soppressione delle emissioni fuori banda, questa modulazione richieda un adeguato dimensionamento del prefisso ciclico, al fine di evitare l’insorgere dell’ISI dovuta all’operazione di filtraggio. Al contrario la MOFDM, mediante l’applicazione di una maschera direttamente sui simboli complessi, presenta una minor riduzione delle emissioni fuori banda, senza però introdurre alcuna degradazione sul segnale, garantendo comunque prestazioni equiparabili a quelle della FOFDM. In conclusione, alla luce dei risultati ottenuti, entrambe le forme d’onda analizzate si sono rivelate candidate valevoli per essere adottate nei futuri sistemi di quinta generazione della reti radiomobili.
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Appendice A:
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Appendice B
Datasheet NI-USRP 2920
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