Population and Sampling

7.1. CONCLUSIONES

En el presente Trabajo de Fin de Grado se han analizado las necesidades y objetivos de los futuros sistemas celulares 5G, realizando además un breve resumen del contexto histórico de las comunicaciones móviles, con el fin de comprender mejor la situación actual en este ámbito.

Se han estudiado las principales tecnologías candidatas para su uso en las redes 5G, realizando un especial énfasis en las formas de onda y tecnologías de acceso radio. De entre todas las formas de onda se ha elegido FBMC para hacer un estudio más exhaustivo debido a los prometedores resultados que está teniendo para su aplicación en 5G.

A la hora de evaluar y simular FBMC, hemos comenzado por exponer detalladamente el funcionamiento de OFDM, ya que esta es la forma de onda sobre la cual se compara FBMC. Junto con su explicación teórica, se procede a detallar las decisiones de diseño realizadas para la simulación de OFDM.

Posteriormente se procede a explicar de forma detallada el funcionamiento de FBMC, también exponiendo las decisiones tomadas en el desarrollo de la simulación de FBMC.

Tras esto, procedemos a probar los sistemas sobre diversos escenarios. En concreto, decidimos utilizar los modelos de canal del WINNER II, centrándonos en un escenario con una micro célula urbana y otro caracterizado por el uso de una macro célula rural.

Uno de los primeros resultados que obtenemos es la gran mejora en confinamiento espectral de FBMC respecto a OFDM. Esto permitirá el uso de menores bandas de guarda en FBMC y de un mejor aprovechamiento del espectro. Este resultado es especialmente importante ya que el espectro electromagnético es un recurso ampliamente demandado, por lo que una mejora en la eficiencia espectral provocará un gran ahorro económico al operador de telecomunicaciones.

Se comienza probando el sistema en un entorno con gran dispersión temporal, obteniendo en este una gran mejora en tasa de error binaria en FBMC respecto a OFDM. Añadido a esto también simulamos el sistema en un escenario con grandes desplazamientos Doppler, obteniendo también una cuantiosa mejoría en FBMC respecto a OFDM.

Estudiamos también brevemente cuales son los efectos de la utilización de codificación de canal y entrelazado sobre la señal FBMC y OFDM.

Deducimos de todas las simulaciones que FBCM aporta una mejoría significativa en términos de tasa de error de bit, por lo que está forma de onda es una clara candidata para su uso en 5G. No obstante, estas mejoras vienen a expensas de ciertos inconvenientes. El uso de OQAM produce que la señal en FBMC de deba transmitir con el doble de tasa binaria para la misma cantidad de datos. Añadido a esto, el procesamiento requerido en FBMC es mayor al de OFDM, por lo que desencadenará en peores resultados para aplicaciones sensibles al retardo.

Teniendo en cuanta todo lo anterior, parece sensato asumir que FBMC es una gran opción a utilizar en escenarios que requieran de gran fiabilidad pero que no sean sensibles al retardo. Añadido a esto, FBMC será una gran opción para su uso en escenarios agresivos con la señal como situaciones en las que exista una gran dispersión temporal o en las que existan desplazamientos Doppler acusados.

7.2. LÍNEAS FUTURAS

Los resultados obtenidos en el presente Trabajo de Fin de Grado son obviamente un primer paso a la hora de decidir las formas de ondas a utilizar en 5G. Para empezar, se debe realizar un estudio exhaustivo de las otras formas de ondas candidatas como UMFC y GFDM. Con esto en mente, nuestro simulador sería fácilmente ampliable para incorporar otras formas de onda en la comparativa. Simplemente habría que crear una nueva función que realice el procesado de la nueva forma de onda, sin necesitar de modificaciones adicionales en las otras partes del software.

Centrándonos en FBMC, queda también mucho camino por recorrer. Hay ciertas partes del sistema como la estimación del canal que requiere del desarrollo de algoritmos más óptimos y robustos. Estas partes del sistema todavía no cuentan con una solución estándar que sea el camino a seguir. Muchos investigadores y desarrolladores están realizando un gran trabajo a la hora de buscar soluciones a este tipo de problemas, habiéndose llegado a múltiples formas de implementar un sistema FBMC. No obstante, es necesario más trabajo para llegar a obtener una implementación óptima de FBMC. El simulador desarrollado podría ampliarse incluyendo algoritmos de estimación del canal más eficientes e incorporando algoritmos para la compensación del efecto Doppler para dotar al sistema de un mayor realismo. Además, sería interesante probar el sistema para otros modelos de canal, en concreto, sería de utilidad simular el sistema con algún modelo de canal aplicable en la banda de milimétricas, por la gran importancia de esta banda para los futuros sistemas 5G.

Añadido a esto, hay que tener en consideración otros aspectos de FBMC no estudiados en el presente Trabajo de Fin de Grado como la integración con el resto de tecnologías radio que se aplicarán a 5G. Por poner un ejemplo, es necesario estudiar la integración de FBMC con el MIMO masivo, ya que esta tecnología está teniendo gran protagonismo para su aplicación en 5G.