Comparative analysis of UFMC technology in 5G networks

Bochechka, Grigory; Tikhvinskiy, Valery; Vorozhishchev, Ivan; Aitmagambetov, Altay; Nurgozhin, Bolat

doi:10.1109/sibcon.2017.7998465

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“…For more clarification, the digital filtration has been applied on different levels of subcarrier allocation. Thus, waveform developers have utilized the filtration either for each orthogonal subcarrier as in the FBMC [12], or for each fixed group of orthogonal subcarriers like in the UFMC [13], or for each flexible group of orthogonal subcarriers as in the F-OFDM [14]. Furthermore, because of the confliction between the employed digital filters and the orthogonal subcarriers, the filtration is applied for each un-orthogonal subcarrier like in the GFDM that has been considered recently for the 5G mobile networks [15].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Upgrading Physical Layer of Multi-Carrier OGFDM Waveform for Improving Wireless Channel Capacity of 5G Mobile Networks and Beyond

Kadhum

2020

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On the brink of sophisticated generations of mobile starting with the fifth-generation (5G) and moving on to the future mobile technologies, the necessity for developing the wireless telecommunications waveform is extremely required. The main reason beyond this is to support the future digital lifestyle that tends principally to maximize wireless channel capacity and number of connected users. In this paper, the upgraded design of the multi-carrier orthogonal generalized frequency division multiplexing (OGFDM) that aims to enlarge the number of mobile subscribers yet sustaining each one with a high transmission capacity is presented, explored, and evaluated. The expanded multi-carrier OGFDM can improve the performance of the future wireless network that targets equally the broad sharing operation (scalability) and elevated transmission rate. From a spectrum perspective, the upgraded OGFDM can manipulate the side effect of the increased number of network subscribers on the transmission bit-rate for each frequency subcarrier. This primarily can be achieved by utilizing the developed OGFDM features, like acceleration ability, filter orthogonality, interference avoidance, subcarrier scalability, and flexible bit loading. Consequently, the introduced OGFDM can supply lower latency, better BW efficiency, higher robustness, wider sharing, and more resilient bit loading than the current waveform. To highlight the main advantages of the proposed OGFDM, the system performance is compared with the initial design of the multicarrier OGFDM side by side with the 5G waveform generalized frequency division multiplexing (GFDM). The experimented results show that by moving from both the conventional OGFDM and GFDM with 4 GHz to the advanced OGFDM with 6 GHz, the gained channel capacity is improved. Because of the efficient use of Hilbert filters and improved rate of sampling acceleration, the upgraded system can gain about 3 dB and 1.5 dB increments in relative to the OGFDM and GFDM respectively. This, as a result, can maximize mainly the overall channel capacity of the enhanced OGFDM, which in turn can raise the bit-rate of each user in the mobile network. In addition, by employing the OGFDM with the dual oversampling, the achieved channel capacity in worst transmission condition is increased to around six and twelve times relative to the OGFDM and GFDM with the normal oversampling. Furthermore, applying the promoted OGFDM with the adaptive modulation comes up with maximizing the overall channel capacity up to around 1.66 dB and 3.32 dB compared to the initial OGFDM and GFDM respectively. A MATLAB simulation is applied to evaluate the transmission performance in terms of the channel capacity and the bit error rate (BER) in an electrical back-to-back wireless transmission system.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Upgrading Physical Layer of Multi-Carrier OGFDM Waveform for Improving Wireless Channel Capacity of 5G Mobile Networks and Beyond

Kadhum

2020

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“…Nesta subseção são apresentados os resultados do cálculo da Densidade Espectral Potência dos sistemas GFDM e OFDM com CP empregando a expressão (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17). Foram feitos dois cenários de simulação do sistema GFDM de parâmetros M = N = 8 e K = 7, com G = 4 e G = 8 respectivamente.…”

Section: Resultados: Sistema Gfdm Com Cpunclassified

“…Cir nN x[n], (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14) onde Cir nN é uma matriz tal que quando multiplicada pelo vetor x[n] implementa a operação de deslocamento circular de período nN no vetor x[n]. Tendo em conta as expressões (2-14) e (2-11), é possível reescrever x G na forma matricial:…”

Section: Modelo Matricial De Transmissão E Recepção No Sistema Gfdmunclassified

“…Nesta Seção é apresentado o método de detecção ZF para o sistema GFDM tendo em conta o desenvolvimento feito no Capítulo 2. Levando-se em consideração a expressão em forma matricial (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16), após a inserção do CP de comprimento G amostras, com G ≤ MN, as componentes complexas do vetor resultante de dimensão ((MN + G) × 1) são enviadas a uma taxa de transmissão R s , empregando o filtro de transmissão g(t), através de um canal multipercurso. No lado do receptor, depois da demodulação, filtragem pelo filtro na recepção, casado a g(t), amostragem a uma taxa de transmissão R s e após remoção do prefixo cíclico de G amostras, o vetor recebido y G de dimensão (MN × 1) pode ser expresso da forma matricial: A detecção dos símbolos transmitidos pode ser feita empregando o método de ZF aplicado a matriz B = HM de dimensão (MN × MN).…”

Section: Detecção Zero Forcing No Sistema Gfdmunclassified

“…O Universal Filtered MultiCarrier (UFMC), é uma outra solução, sendo uma generalização da filtragem OFDM e Filtered Multi-Tone (FMT), caracteriza-se pela filtragem de um grupo de subportadoras para reduzir as emissões OOB. Cada grupo consiste de um número de subportadoras adjacentes, tal enfoque pode reduzir as radiações fora de banda, comparado com OFDM sem aumento significativo do comprimento de símbolo, que é obtido empregando janelas pequenas no cálculo do filtro digital que FBMC [13]. O UFMC não requer o uso de intervalo de guarda do tipo CP e é possível planejar um filtro para obter um comprimento total equivalente ao do CP-OFDM.…”

Section: Introductionunclassified

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Análise Espectral, Detecção De Sinais E Estimação De Canal Em Sistemas GFDM

PENA¹

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AgradecimentosÀ minha mãe e avó pela confiança depositada em mim quando decidi deixar meu país e meus seres amados para estudar no estrangeiro. Em destaque, a minha mãe que sempre acreditou em mim, e a minha namorada Rujaine por ter me dado forças em aqueles momentos mais difíceis e por todo o seu amor que tive presente apesar da distância.Ao meu orientador, o professor Raimundo Sampaio Neto, que tem sido exemplo como professor e pessoa, pela excelente orientação e dedicação sem as quais a realização deste trabalho não teria sido possível. Além disso, pelo tempo e esforço dedicados não só nesta dissertação de mestrado mas desde meu começo no CETUC.Ao meu co-orientador Rodrigo Pereira David por toda a ajuda, pelo apoio e as sugestões feitas para que o trabalho realizado nesta dissertação fosse feito da melhor maneira.O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -Código de Financiamento 001.Ao meu pai Ricardo e aos meus pais por afeição Pedri e Elio Victor por serem minha principal motivação, por serem o exemplo de trabalho e amor.Ao meu irmão Dairon e meu amigo Lázaro pelo apoio, pelo amor e carinho de sempre.Aos professores com que tive aulas por ter-me dado a oportunidade de crescer academicamente, em destaque, ao professor José Mauro Fortes, também exemplo como professor e pessoa, muito obrigado pela oportunidade que me deram de aprender e conhecer.Aos meus familiares, amigos e amigas por serem parte da minha vida, como: KeywordsGFDM vs OFDM; signal generation; matrix model; linear detector; detector with interference suppression; channel estimation; performance; computational complexity. PUC-Rio -Certificação Digital Nº 1713254/CA 3.1 Desempenho BER dos detectores ZF, MMSE e MF aplicados na matriz B = HM no sistema GFDM com M = 8, N = 8, K = 7 e ZF CP-OFDM (vetor de 8 símbolos) em canal AWGN (H = I), (c:1). 49 3.2 Desempenho BER dos detectores ZF, MMSE e MF aplicados na matriz B = HM no sistema GFDM com M = 16, N = 8, K = 15 e ZF CP-OFDM (vetor de 8 símbolos) em canal AWGN (H = I), (c:2). 49 3.3 Desempenho BER dos detectores ZF, MMSE e MF aplicados na matriz B = HM no sistema GFDM M = 16, N = 16, K = 15 e ZF CP-OFDM (vetor de 16 símbolos) em canal AWGN (H = I), (c:3). 50 3.4 Desempenho BER dos detectores ZF, MMSE e MF aplicados na matriz B = HM no sistema GFDM com M = 8, N = 8, K = 7, ZF CP-OFDM (vetor de 8 símbolos) e ZF CP-OFDM (vetor de 64 símbolos) em canal fixo exponencial com L = 2, (c:1). 51 3.5 Módulo dos elementos do produto M H M para os parâmetros M = 8, N = 8 (M slots de tempo e N subportadoras) e K = 7 (número de coeficientes do pulso formatador). 52 3.6 Desempenho BER dos detectores ZF, MMSE e MF aplicados na matriz B = HM no sistema GFDM com M = 8, N = 8, K = 7, ZF CP-OFDM (vetor de 8 símbolos) e ZF CP-OFDM (vetor de 64 símbolos) em canal fixo exponencial com L = 4, (c:1). 53 3.7 Desempenho BER dos detectores ZF, MMSE e MF aplicados na matriz B = HM no sistema GFDM com M = 8, N = 8, K = 7, ZF CP-OFDM (vetor de 8 símbol...

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Detection Performance Analysis of Cooperative Spectrum Sensing UFMC-Based Cognitive Radio for 5G System

Mengistu,

Melesse

2023

Lecture Notes in Networks and Systems

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Comparative analysis of UFMC technology in 5G networks

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Upgrading Physical Layer of Multi-Carrier OGFDM Waveform for Improving Wireless Channel Capacity of 5G Mobile Networks and Beyond

Upgrading Physical Layer of Multi-Carrier OGFDM Waveform for Improving Wireless Channel Capacity of 5G Mobile Networks and Beyond

Análise Espectral, Detecção De Sinais E Estimação De Canal Em Sistemas GFDM

Detection Performance Analysis of Cooperative Spectrum Sensing UFMC-Based Cognitive Radio for 5G System

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