Estudo de modelos de canal para sistemas MIMO

Abstract

O trabalho apresentado nesta tese consiste num estudo sobre sistemas que utilizam múltiplas antenas para transmitir e receber informação (MIMO). Os sistemas MIMO para além de permitirem, no transmissor e no receptor, diversidade espacial ou formatação de feixe, em ambientes com elevado número de componentes multipercurso independentes, apresentam uma capacidade de transmissão superior a qualquer outro sistema baseado em agregados de antenas convencionais. O desempenho dos sistemas MIMO depende do canal de propagação. Uma caracterização completa do canal de propagação é um ponto fulcral para avaliar a sua capacidade de transmissão. São estudados diversos modelos de propagação para canais MIMO, físicos e analíticos, que permitem obter a matriz do canal de propagação. É implementado o modelo de Kronecker (modelo analítico) para calcular a matriz do canal de propagação, sendo realizada uma avaliação deste, para diferentes cenários de propagação e para diferente número de antenas no transmissor e no receptor. É analisado o desempenho dos sistemas MIMO, para diferentes cenários de propagação (macro e micro celulares), para diferentes números de antenas no transmissor e no receptor, para diferentes espaçamentos entre as antenas e, para duas estratégias de distribuição de potência: equal power e water filling.

The work presented in this thesis is a study about systems that use multiple antennas to transmit and receive information (MIMO). The MIMO systems as well as permit, in the transmitter and in the receiver, spatial diversity or beamforming, in environments with high number of independent multipath components, have a superior transmission capacity of more than any other system based on arrays of conventional antennas. The performance of MIMO systems depends on the propagation channel. A complete characterization of the propagation channel for evaluating the capacity of transmission is an important point. Various physical and analytical models for propagation in MIMO channels to calculate the matrix of the channel are studied in this work. Is implemented the Kronecker model (analytical model) to calculate the matrix of the propagation channel, being held an evaluation of this model, for different scenarios of propagation and for different number of antennas of the transmitter and receiver. Is evaluated the performance of MIMO systems, for different scenarios of propagation (macro and micro cellular), for different numbers of antennas in the transmitter and in the receiver, for different spacing between the antennas and, for two strategies for distribution power: equal power and water filling.