Técnicas de transmissão para sistemas de portadora múltipla MC-CDMA

Abstract

A crescente procura verificada no acesso aos sistemas de comunicações sem fios leva a que sejam necessários estudos e investigações profundos por forma a encontrar-se soluções capazes de responder a esta procura eficientemente. O presente trabalho enquadra-se na área das comunicações móveis e tem como principais objectivos propor e avaliar técnicas de pré-filtragem e codificação no espaço-frequência para o sistema MC-CDMA no downlink. Inicialmente, são abordadas questões teóricas dos sistemas de portadora múltipla onde são apresentadas as várias técnicas de acesso múltiplo usadas para a discriminação dos utilizadores. É apresentado com algum detalhe o esquema de portadora múltipla MC-CDMA convencional. Este esquema combina a modulação OFDM com o espalhamento na frequência. O uso de agregados de antenas tanto no transmissor como no receptor nos sistemas de comunicações móveis, os denominados sistemas MIMO, permite alcançar uma significativa melhoria de desempenho dos sistemas relativamente ao sistema convencional, SISO. Assim, neste trabalho são também apresentadas as várias técnicas de comunicação usando múltiplas antenas. Tomando como base o sistema MC-CDMA MISO, são propostas técnicas de pré-filtragem e codificação no espaço frequência, extendendo aquele sistema para o caso MIMO. Todos os esquemas propostos são validados através de simulações em cenários que incluam a mobilidade do terminal móvel. Para finalizar, são apresentadas as principais conclusões tiradas a partir da análise dos resultados das várias simulações efectuadas. Estes resultados destacam uma significativa melhoria do desempenho do sistema MC-CDMA MIMO relativamente ao sistema convencional MC-CDMA SISO, utilizando as diversas técnicas de tratamento de sinal propostas.

ABSTRACT: Due to the increasing demand in the access of wireless communications systems, it is necessary a deep study and research in order to find solutions that are capable to efficiently answer this demand. The present work is inserted in the area of mobile communications and its main objectives are to propose and evaluate pre-filtering and space-frequency codification techniques for the MC-CDMA system in downlink. Initially, are addressed theoretical issues of multiple carrier systems where various techniques of multiple access used for the separation of users are shown. It is presented in some detail the design of multiple carrier conventional MC-CDMA. This scheme combines OFDM modulation with the spreading in frequency. The use of multiple antennas at both transmitter and receiver in mobile communication systems, the so-called MIMO systems, allows a significant improvement of the system performance when compared with the conventional system, SISO. In this work are also presented various techniques of communication using multiple antennas. Based on the MISO MC-CDMA system, are proposed techniques for pre-filtering and codification in the space frequency, extending the MISO system to the MIMO case. All schemes proposed are validated through simulations in scenarios that include the mobility of the mobile terminal. At the end, the main conclusions from the analysis of the results of various simulations are presented. These results stress a significant improvement in the performance of the MC-CDMA MIMO system against the conventional MC-CDMA SISO, using the various techniques of signal processing proposed.