Comunicações 5G e 6G para trens de alta velocidade
| dc.contributor.advisor1 | NUNES, Diogo Lobato Acatauassú | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1972007941497086 | |
| dc.creator | LEAL, Lucas da Silva Ferreira | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7419268272619280 | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-19T18:10:13Z | |
| dc.date.available | 2026-06-19T18:10:13Z | |
| dc.date.issued | 2025-11-07 | |
| dc.description.abstract | Wireless communication in high-speed trains (HS) imposes unique challenges arising from extreme mobility, such as the severe Doppler effect, rapid channel variation, and high signal penetration loss. This monograph aims to investigate and analyze technological solutions to mitigate these problems within the context of 5G networks and with a perspective towards 6G. To this end, enabling technologies such as Macro-and-Relay network architectures, OFDM modulation with adaptive numerologies, and the Cell-Free Massive MIMO system are addressed. The work includes two performance evaluations: the first, via simulation in OCTAVE based on the 3GPP TS 38.101 model, quantifies the impact of the Doppler shift in different scenarios of speed and Subcarrier Spacing; the second, in an OCTAVE environment, analyzes the spectral efficiency of a Cell-Free Massive MIMO system inside the train car under different user densities. The results confirm that a wider SCS increases robustness against the Doppler effect and that, in the indoor scenario, inter-user interference is the limiting factor for individual performance as the network approaches its maximum capacity. It is concluded that overcoming current challenges requires an integrated approach and that, for 6G, the exploration of terahertz (THz) bands and the massive use of artificial intelligence (AI) will be essential to manage ultra-high mobility, enabling the implementation of predictive handovers and proactive resource allocation. | |
| dc.description.resumo | A comunicação sem fio em trens de alta velocidade impõe desafios singulares decorrentes da mobilidade extrema, como o severo efeito Doppler, a rápida variação do canal e a alta perda de penetração de sinal. Esta monografia tem como objetivo investigar e analisar soluções tecnológicas para mitigar esses problemas no contexto das redes 5G e em perspectiva para o 6G. Para tal, são abordadas tecnologias habilitadoras como arquiteturas de rede Macro-and-Relay, modulação OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) com numerologias adaptativas e o sistema Cell-Free Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). O trabalho inclui duas avaliações de desempenho: a primeira, via simulação em OCTAVE baseada no modelo 3GPP TS 38.101, quantifica o impacto do desvio Doppler em diferentes cenários de velocidade e espaçamento de subportadoras ; a segunda, em ambiente OCTAVE, analisa a eficiência espectral de um sistema Cell-Free Massive MIMO no interior do vagão, sob diferentes densidades de usuários. Os resultados confirmam que um SCS (Subcarrier Spacing) mais largo aumenta a robustez contra o efeito Doppler e que, no cenário interno, a interferência entre usuários é o fator limitante para a performance individual à medida que a rede se aproxima de sua capacidade máxima. Conclui-se que a superação dos desafios atuais exige uma abordagem integrada e que, para o 6G, a exploração de bandas em terahertz (THz) e o uso massivo de inteligência artificial (IA) serão essenciais para gerenciar a mobilidade altíssima, permitindo a implementação de handovers preditivos e alocação de recursos proativa. | |
| dc.identifier.citation | LEAL, Lucas da Silva Ferreira. Comunicações 5G e 6G para trens de alta velocidade. Orientador: Diogo Lobato Acatauassú Nunes. 2025. 59 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) – Faculdade de Engenharia da Computação, Campus Universitário de Castanhal, Universidade Federal do Pará, Castanhal, 2025. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9632. Acesso em:. | |
| dc.identifier.uri | https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9632 | |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.source.uri | Disponível na internet via correio eletrônico: bibufpacastanhal@gmail.com | |
| dc.subject | Cell-Free Massive MIMO | |
| dc.subject | Efeito Doppler | |
| dc.subject | Trens de alta velocidade | |
| dc.subject | Doppler effect | |
| dc.subject | High-speed train | |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | |
| dc.title | Comunicações 5G e 6G para trens de alta velocidade | |
| dc.type | Trabalho de Curso - Graduação - Monografia | pt_BR |