Trasmissione di un segnale LTE su collegamento ottico analogico

Il ricevitore è stato per semplicità realizzato in ambiente Matlab, data la complessità delle operazioni che bisogna effettuare, difficilmente realizzabili in Simulink. Come fatto per il trasmettitore anche per il ricevitore sono state realizzate tre diverse versioni in relazione alle tre Channel Bandwidth scelte, ovvero 1.4 MHz, 3 MHz e 20 MHz. Le tre versioni seguono comunque uno schema comune, ovvero dei passi che sono svolti in ogni versione, con le dovute differenze in termini di intervallo di frequenze e di numero di portanti su cui effettuare le operazioni. Il segnale ricevuto e quindi analizzato sarà dato dai campioni prelevati direttamente all'uscita del trasmettitore e filtrati con un filtro analogo, per frequenza di taglio e numeri di campioni, a quelli usanti nella parte finale della realizzazione in Simulink del trasmettitore.

I ricevitori sono cosi organizzati:

1. Generazione delle sequenze note
In questo primo passo vengono generati dei segnali ideali che verranno usati per realizzare dei confronti con le diverse componenti del segnale ricevuto, necessarie per poter ricostruire il segnale trasmesso a fronte di disturbi di vario genere sul canale trasmissivo. In particolare genereremo le due sequenze di Gold usate nella generazione del reference signal i segnali di sincronizzazione e le modulazioni usate.

2. Sincronizzazione del frame
2.1 Ricerca dell'inizio di un generico tempo di simbolo Usando il prefisso ciclico è possibile effettuare un primo livello di sincronizzazione individuando in base alla lunghezza del CP i diversi tempi di simbolo.
2.2 Ricerca dell'inizio dei sub-frame di indice 0 o 5 Questo secondo livello di sincronizzazione permette, andando a isolare all'interno del segnale ricevuto il P-SS, di individuare l'inizio di un sub-frame che può essere il primo (indice 0) o il sesto (indice 5). Questa ambiguità nasce dal fatto che, come visto nel paragrafo 1.3.1, il primary signal è identico nei due sub-frame. E' necessario per questo un ulteriore livello di sincronizzazione che permette, grazie alle due versioni del secondary signal, di individuare quale sia il sub-frame in cui ci troviamo.
2.3 Ricerca dell'inizio dell'intero frame Grazie al secondary signal, come enunciato prima, possiamo individuare l'indice esatto del sub-frame, 0 o 5, e quindi in base a tale valore “riposizionarci” all'interno del segnale ricevuto per considerare un parte del segnale che non abbia solo la lunghezza temporale di un frame ( 140 ∙ TOFDM ) ma che sia effettivamente un frame completo. Questo punto conclude la sincronizzazione del frame e permette di passare alle fasi successive.

3. Stima del canale
Per potere valutare la qualità del segnale trasmesso è stata graficata la funzione di trasferimento del canale, sia in ampiezza che in fase, ed è stata realizzata anche un'equalizzazione della funzione stessa, tramite un interpolazione dapprima lineare e poi polinomiale della funzione.

4. Misura EVM dei canali e segnali fisici
Per valutare la qualità del segnale trasmesso possiamo estrarre dal frame individuato i diversi canali e segnali fisici, la cui posizione è ora nota essendo sempre quella di figura 1.6 per poi visualizzarne la costellazione. Essendo i canali ed i segnali realizzati con modulazioni note, (QPSK, 16-QAM, ecc....), è possibile anche solo graficamente valutare di quanto le costellazioni si discostino da quelle ideali e quindi avere in prima approssimazione una stima della “bontà” del collegamento.
Avendo comunque a disposizione i singoli canali e segnali fisici è anche possibile effettuare una valutazione che non sia più solo qualitativa ma anche quantitativa, quindi una stima di maggiore precisione. Misuriamo quindi per ogni canale e segnale il valore del parametro EVM ( Error Vector Magnitude).