UNIVERSAL FILTERED MULTICARRIER (UFMC): FROM THEORY TO PRACTICE

In questa tesi viene descritto lo sviluppo della forma d'onda chiamata Universal Filtered Multicarrier (UFMC), tra le maggiori candidate a diventare il livello fisico della prossima generazione di rete cellulare 5G. A differenza dell'OFDM, questa forma d'onda multiportante raggruppa le sottoportanti in sottobande, dove il segnale viene elaborato e filtrato. In questo modo, l'UFMC riesce a fornire un ulteriore grado di libertà in termini di flessibilità, oltre che migliorare la robustezza del segnale contro disallineamenti temporali e frequenziali. Dato che in letteratura non viene menzionata nessuna tecnica di allocazione delle risorse applicata all'UFMC, sono state proposte diverse strategie capaci di migliorare ulteriormente le prestazione della forma d'onda, massimizzando un parametro di qualità chiamato goodput, in comunicazioni con pacchetti di piccola dimensione, sia in caso di perfetta che imperfetta sincronizzazione. Questi metodi si basano sulla scelta dei migliori parametri di trasmissione, rappresentati dal tasso di codifica, modulazione, potenza e numero di simboli multicarrier trasmessi, usando un algoritmo iterativo greedy e sfruttando la granularità della forma d'onda. Inoltre, viene mostrata un implementazione dell'UFMC tramite l'utilizzo di un framework di sviluppo open-source chiamato OpenAirInterface. L'implementazione è avvenuta sul canale dati uplink PUSCH dello standard LTE, sostituendo il modulatore OFDM con un modulatore UFMC a bassa complessità computazionale mentre al ricevitore è stato utilizzato il classico ricevitore PUSCH OFDM, semplicemente aggiungendo un blocco di sincronizazione temporale in maniera tale da permettere la ricezione del segnale UFMC. I risultati ottenuti in termini di block error rate e di complessità computazionale hanno dimostrato e confermato le qualità della forma d'onda UFCM nello scenario di applicazione tipico, specialmente in caso di sincronizzazione non perfetta.