Scedasticity descriptor of terrestrial wireless communications channels for multipath clustering datasets

Fifth-generation (5G) wireless systems increased the bandwidth, improved the speed, and shortened the latency of communications systems. Various channel models are developed to study 5G. These channel models reproduce the stochastic properties of multiple-input multiple-output (MIMO) antennas by generating wireless multipath components (MPCs). The MPCs that have similar properties in delay, angles of departure, and angles of arrival form clusters. The multipaths and multipath clusters serve as datasets to understand the properties of 5G. These datasets generated by the Cooperation in Science and Technology 2100 (COST 2100), International Mobile Telecommunications-2020 (IMT-2020), quasi deterministic radio channel generator (QuaDRiGa), and wireless world initiative new radio II (WINNER II) channel models are tested for their homoscedasticity based on Johansen's procedure. Results show that the COST 2100, QuaDRiGa, and WINNER II datasets are heteroscedastic, while the IMT-2020 dataset is homoscedastic

Physical Layer Performance Evaluation of LTE-Advanced Pro Broadcast and ATSC 3.0 Systems

This work provides a detailed performance analysis of the physical layer of two state-of-the-art point-to-multipoint (PTM) technologies: evolved Multimedia Broadcast Multicast Services (eMBMS) and Advanced Television Systems Committee - Third Generation (ATSC 3.0). The performance of these technologies is evaluated and compared using link-level simulations, considering relevant identified scenarios. A selection of Key Performance Indicators (KPI) for the International Mobile Telecommunications 2020 (IMT-2020) evaluation process has been considered. Representative use cases are also aligned to the test environments as defined in the IMT-2020 evaluation guidelines. It is observed that ATSC 3.0 outperforms both eMBMS solutions, i.e. MBMS over Single Frequency Networks (MBSFN) and Single-Cell PTM (SC-PTM) in terms of spectral efficiency, peak data rate and mobility, among others. This performance evaluation serves as a benchmark for comparison with a potential 5G PTM solution

Clinical impact of COVID-19 in a single-center cohort of a prospective study in cancer patients receiving immunotherapy

Aim: Evaluating the incidence and course of COVID-19 in cancer patients treated with immunotherapy. Patients & methods: We reported the influenza-like illness events with diagnosis of COVID-19 within the patient cohort enrolled in the prospective observational multicenter INVIDIa-2 study in the single center of Parma. Results: Among 53 patients, eight experienced influenza-like illness during the influenza season 2019/2020, and three of them had diagnosis of COVID-19. They were males, elderly, with cardiovascular disease. Radiological features of COVID-19 pneumonitis were found in all of three cases, although the pharyngeal swab resulted positive in only two. Two of these three patients died due to respiratory failure. Conclusion: Cancer patients are at high risk of severe events from severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection

Achieving Ultra-Low Latency in 5G Millimeter Wave Cellular Networks

The IMT 2020 requirements of 20 Gbps peak data rate and 1 millisecond latency present significant engineering challenges for the design of 5G cellular systems. Use of the millimeter wave (mmWave) bands above 10 GHz --- where vast quantities of spectrum are available --- is a promising 5G candidate that may be able to rise to the occasion. However, while the mmWave bands can support massive peak data rates, delivering these data rates on end-to-end service while maintaining reliability and ultra-low latency performance will require rethinking all layers of the protocol stack. This papers surveys some of the challenges and possible solutions for delivering end-to-end, reliable, ultra-low latency services in mmWave cellular systems in terms of the Medium Access Control (MAC) layer, congestion control and core network architecture

Convivência entre sistemas IMT-2020 e TVRO em Banda C

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.Este trabalho apresenta um estudo de convivência entre sistemas IMT-2020 (sistemas de comunicação móveis de 5ª Geração - 5G) operando na faixa de 3,5 GHz, utilizando antenas com conformação de feixe e setoriais, e estações de recepção doméstica de televisão via satélite (TVRO) na Banda C. O estudo considera receptores de sistemas de TVRO que operam no Brasil na faixa de 3625-4200 MHz, em quantidade relativamente expressiva, e que poderão ser impactados pela entrada em funcionamento de sistemas 5G operando na faixa adjacente de 3500-3600 MHz. O trabalho inova em realizar simulações com parâmetros do IMT-2020 utilizando antenas com conformação de feixe (beamforming), comparando seu desempenho com as setoriais. Também inova quando considera as estações de TVRO em posição fixa em relação à estação base do sistema IMT-2020 (50, 100 e 200 metros), conseguindo um valor estatístico melhor do que nos trabalhos nos quais em cada iteração de simulação a TVRO fica em posições aleatórias. Foram avaliados os números de eventos de interferência, resultando em probabilidade de interferência no tempo, comprovando-se a expectativa de que as antenas com conformação de feixe possuem melhor desempenho do que as setoriais. Demonstra-se que a maior diretividade das antenas com conformação de feixe utilizadas em sistemas IMT-2020, combinada com a utilização de filtros de TVRO com rejeição de pelo menos 30 dB ou a utilização de receptores modernos de TVRO, com limiares de saturação superiores a -30 dBm, torna a convivência entre os sistemas IMT-2020 e TVRO possível, devido à baixa probabilidade de interferência prejudicial. Os resultados obtidos neste estudo são importantes para possíveis previsões de mitigação de interferências prejudiciais nos receptores de TVRO em operação no Brasil quando da entrada de sistemas móveis IMT-2020 na faixa de 3,5 GHz, trazendo novas contribuições para decisões técnicas e regulatórias para a futura implementação de redes móveis 5G nesta faixa.This work presents a study of coexistence between IMT-2020 systems (5th Generation mobile systems - 5G) operating in the 3.5 GHz band, using beamforming and sector antennas, and domestic satellite television reception stations (TVRO) in the C Band. The study considers receivers of TVRO systems that operate in Brazil in the 3625- 4200 MHz band, in a relatively expressive amount, and that may be impacted by the entry into operation of 5G systems operating in the adjacent band of 3500-3600 MHz. The work innovates by running simulations with IMT-2020 parameters using beamforming antennas, comparing their performance with the sectorial ones. It also innovates when considering the TVRO stations in a fixed position in relation to the base station of the IMT-2020 system (50, 100 and 200 meters), achieving a better statistical value than in the works in which in each simulation iteration the TVRO is in random positions. The numbers of interference events were evaluated, resulting in interference probability over time, proving the expectation that beamforming antennas have better performance than sectorial ones. It is proven that the greater directivity of beamforming antennas used in IMT-2020 systems, combined with the use of filters with rejection of at least 30 dB or the use of modern TVRO receivers, with saturation thresholds above -30 dBm, makes coexistence between IMT2020 and TVRO systems possible, due to the low probability of harmful interference. The results obtained in this study are important for possible predictions of mitigation of harmful interference in TVRO receivers operating in Brazil when IMT-2020 mobile systems start operating in the 3.5 GHz band, bringing new contributions to technical and regulatory decisions for the future implementation of 5G mobile networks in this range

Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.Projeções estimam que, globalmente, o tráfego mensal de dados móveis pode chegar a 57 exabytes em 2020, com perspectivas de crescimento exponencial nos anos subsequentes. Mais do que isso, a quantidade e densidade de usuários em redes de telefonia móvel também deve aumentar significativamente, uma vez que smartphones e dispositivos sem fio estão ficando cada vez mais difundidos. Como sistemas de telefonia de quarta geração não estão preparados para atender a essa demanda, a União Internacional de Telecomunicações (UIT) definiu o IMT-2020 (International Mobile Telecommunications 2020, telecomunicações móveis internacionais 2020) como o conjunto de tecnologias de quinta geração para redes de comunicação móvel em uso a partir de 2020. O IMT-2020 deve operar também em faixas de frequências altas, acima de 20 GHz, conhecidas como faixas de ondas milimétricas. Das faixas em estudo para serem identificadas para o IMT-2020, as bandas de 27-27,5 GHz e 37-42,5 GHz são alocadas ao serviço de satélite fixo, por exemplo, e a faixa de 42,5-43,5 GHz é identificada para o serviço de radioastronomia. Qualquer alocação dessas bandas para o IMT-2020 deve acontecer mediante a realização de estudos de compartilhamento que mostrem que ele não causará interferência danosa aos sistemas existentes. Esses estudos são ainda mais relevantes se considerarmos que no ano de 2019 será realizada a World Radiocommunication Conference (WRC, Conferência Mundial de Rádiocomunicação). Nela, a UIT realizará debates e discussões com o objetivo de rever e revisar as Regulamentações de Rádio para os próximos anos. Com isso, a agenda do evento já inclui debates referentes à alocação de frequência para o IMT-2020 baseada em estudos de convivência submetidos por estados membros e convidados. Para contribuir ativamente com esses estudos, a Agência Nacional de Telecomunicações vem desenvolvendo, junto com parceiros da academia e da indústria, o simulador SHARC, projetado para executar simulações de compartilhamento e convivência. Uma das tecnologias que pode integrar o IMT-2020 é o full duplex, por meio do qual estações transmitem e recebem informação ao mesmo tempo na mesma frequência. Essa tecnologia foi considerada inviável por muito tempo, devido à autointerferência que a transmissão de uma estação operando em full duplex causa ao sinal que ela recebe. Recentes avanços na eletrônica, no entanto, têm proporcionado técnicas de cancelamento dessa autointerferência em níveis que permitem a implementação de um nó full duplex operacional. Outro desafio introduzito pelo full duplex é a maior interferência sistêmica que ele introduz, tanto dentro da rede celular quanto a sistemas operando na mesma faixa de frequência. Como é provável que o IMT-2020 compartilhe espectro com outros serviços, essa interferência extra introduzida pelo full duplex pode lhes ser danosa. Esse trabalho apresenta estudos de compartilhamento de frequência do IMT-2020 com os serviços citados acima. É utilizada a ferramenta FD-SHARC, uma variação do simulador SHARC para avaliação de tecnologias full duplex. Inicialmente, a metodologia de simulação é descrita, seguida por uma avaliação da viabilidade do full duplex, de forma a se levantar os cenários mais prováveis de implementação dessa tecnologia. Em seguida, os estudos de convivência são apresentados e os níveis de interferência estimados em simulação são avaliados perante os critérios de proteção dos sistemas interferidos. Conclui-se que o IMT-2020 pode compartilhar as faixas de frequência supracitadas, desde que algumas restrições sejam impostas. Distâncias de separação entre as redes IMT e as estações terrestres do serviço de satélite fixo e as estações de radioastronomia devem ser empregadas. Mais do que isso, quando operando em ambientes indoor, o IMT-2020 pode utilizar as mesmas faixas de frequência que o terminal de usuário do serviço de satélite fixo, desde que alguma medidas de coordenação simples sejam empregadas. Por fim, a estação espacial do serviço de satélite fixo estará protegida de interferência em todos os casos simulados. Vários dos resultados apresentados aqui foram submetidos à UIT, e fazem parte dos textos preparatórios para a WRC. Junto com centenas de outros estudos, eles serão utilizados como base para se criar regulamentações de validade global, e ajudarão agências regulatórias do mundo todo a tomar decisões técnicas específicas para a realidade de cada país. Além disso, no conhecimento do autor, estudos de convivência do IMT-2020 operando em full duplex com outros sistemas não estão presentes na literatura. Nesse sentido, este trabalho apresenta contribuições pioneiras que aprofundam a discussão sobre a viabilidade dessa tecnologia.Projections estimate that global mobile data traffic may reach 57 exabytes by 2020, followed by a exponential growth in subsequent years. More than that, the number and density of mobile network users may also increase significantly, once smartphones and wireless devices are becoming more and more popular. Since fourth generation mobile communications systems are not equipped to deal with this demand, the International Telecommunications Union has standardized IMT- 2020 (International Mobile Telecommunications 2020) as the set of fifth generation technologies for mobile communications networks beyond 2020. IMT-2020 will also operate in frequency bands beyond 20 GHz, known as millimeter-wave bands. From the bands being studied as possible allocations for IMT-2020, the 27-27.5 GHz and the 37-42.5 GHz bands are identified to the fixed-satellite service, for example, and the 42.5-43.5 GHz band is identified to the radio-astronomy service. Any identification of these bands for IMT- 2020 needs to take place upon the realization of frequency sharing studies that show that the new service will not cause harmful interference to existing services. Such studies are even more relevant in 2019, when the World Radio Conference will happen. In it, the International Telecommunications Union will host debates and discussions with the goal or revising and reviewing the radio regulations for the incoming years. Because of that, the event’s agenda already includes debates around the frequency allocations for IMT-2020, based on sharing studies submitted by member states and guests. In order to contribute actively with the studies, the Brazilian National Telecommunications Agency has been developing, together with partners from academia and industry, the SHARC simulator, for sharing and compatibility analysis. One of the technologies that might be a part of IMT-2020 is Full Duplex, by which stations can transmit and receive data at the same time in the same frequency band. This technology was considered infeasible for a long time, due to the self-interference that the full duplex station’s transmission causes to the signal it receives. Recent advances in electronics, however, have made available self-interference cancellation techniques that allow the implementation of an operational full duplex node. Another challenge introduced by full duplex is the higher systemic interference it introduces, either to the cellular network or to systems operating on its frequency band. Since it is probable that IMT-2020 will share spectrum with other services, this extra interference introduced by full duplex might be harmful to other systems. Thus, this work presents frequency sharing studies between IMT-2020 and the systems cited above. These studies were performed with the FD-SHARC simulation tool, a fork of the SHARC simulator for analysis of full duplex technologies. The simulation methodology is described, followed by a feasibility analysis of full duplex technologies, so to define the scenarios in which this technology is more probable to be implemented. After that, sharing studies are presented and the interference levels estimated in the simulations are evaluated against the protection criteria of the interfered-with systems. The study concludes that IMT-2020 can indeed share the frequency bands mentioned, as long as some restrictions are imposed. Separation distances between the IMT networks and the earth stations of the fixed-satellite service and radio-astronomy stations must be established. Besides, when operating indoors, IMT-2020 can use the same frequency as the fixed-satellite service user terminal, as long as some simple coordination measures are employed. Finally, the space station of the fixed-satellite system is protected from interference in all the simulated cases. Many of the results presented here were submitted to the International Telecommunications Union and are part of the preparatory texts for the World Radio Conference. Together with hundreds of other studies, they will be used as basis for the creation of regulations of worldwide scope and will help regulatory agencies around the world take technical and country-specific decisions. Furthermore, in the best knowledge of the author, sharing studies between IMT-2020 operating in full duplex and other systems are not present in the literature. In that sense, this work presents novel contributions that deepen the discussion about the feasibility of this technology

Performanța și standardele rețelelor de telecomunicații 5G

Specific simulators and tests are used to accurately measure 5G performance. Originally, the term was associated with the International Telecommunication Union's IMT-2020 standard, which required a theoretical maximum download speed of 20 gigabits per second and 10 gigabits per second upload speed, along with other requirements. Then, the 3GPP industry standards group chose the 5G NR (New Radio) standard together with LTE as a proposal for transmission to the IMT-2020 standard