Plataforma de simulação para sistemas celulares da 4ª geração

Abstract

Esta dissertação foca o desenvolvimento de uma plataforma para o estudo de algoritmos de equalização e detecção MC-CDMA nos sentidos descendente e ascendente. Para além dos aspectos de enquadramento e revisão, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um canal de banda larga com parametrização flexível e algoritmos de detecção mono-utilizador e multiutilizadores. Após o desenvolvimento desses módulos, foram realizadas simulações para avaliar o desempenho e comparar essas técnicas de detecção em cenários típicos de um sistema celular da 4ª geração. No desenvolvimento do módulo do canal implementou-se um canal de propagação multi-percurso com desvanecimento de Rayleigh e espectro de Doppler. No desenvolvimento do módulo de equalização implementaram-se as técnicas de equalização mono-utilizador MRC, EGC, ZFC e MMSEC, assim como a técnica de equalização multi-utilizadores usando o algoritmo PIC com 1 e 2 estágios de cancelamento de interferência. Os cenários de simulação usaram parâmetros do projecto europeu de investigação IST-MATRICE em ambiente veicular. Os resultados obtidos mostram que a técnica de detecção multi-utilizadores estudada é melhor do que qualquer técnica de detecção convencional mono-utilizador em qualquer dos casos, mas essa melhoria relativa diminui com o aumento do número de utilizadores.

This dissertation deals with the development of a simulation platform to study MC-CDMA equalization and detection algorithms for either the downlink and uplink. Besides the review aspects, this work describes the development of a wideband channel with flexible parameters and the single-user and multiuser detections.algorithm under study. After the development of the link modules, simulations have been made to evaluate the performance and to compare these detection techniques in typical scenarios of 4G cellular systems. In the development of the channel module, a multipath channel with Rayleigh fading and Doppler spectrum has been implemented. For the equalization and detection module, the single-user detection techniques MRC, EGC, ZFC, MMSEC and the multi-user detection using the PIC algorithm with 1 and 2 stages of interference cancellation.have been implemented. The scenarios of the simulations have used parameters of the IST-MATRICE European R&D project in vehicular environment. The results have shown that the multi-user detection technique studied is better than any single-user detection conventional technique in any case, but this relative improvement decreases as the number of users increases.