Estudo e comparação de modelos de canal rádio para sistemas MIMO

Abstract

Devido à constante necessidade de desenvolvimento de sistemas com uma elevada taxa de transmissão e qualidade de serviço recorrendo a um espectro limitado e uma potência radiada regulamentada, é fundamental efectuar uma caracterização adequada do canal rádio para explorar de forma eficiente as suas potencialidades. O trabalho desenvolvido incide no estudo de alguns parâmetros que permitem caracterizar o canal de propagação rádio, obtidos através da aplicação do algoritmo de alta resolução SAGE (Space-Alternating Generalized Expectation Maximization) ao sinal captado por um agregado sintético usado para sondagem do mesmo canal. Inicialmente efectuou-se um estudo relativo ao canal de propagação, nomeadamente acerca dos modelos de propagação exterior, canal multipercurso e respectivos parâmetros. Em seguida foi introduzido o sistema MIMO através do estudo teórico da capacidade sendo posteriormente apresentados os modelos de canal MIMO (analíticos e físicos). Através dos parâmetros estimados pelo algoritmo SAGE, foram estudados alguns cenários de forma a obter de forma experimental alguns parâmetros do canal de propagação. Com a introdução do algoritmo de clustering foi possível agregar as réplicas multipercurso em famílias de raios que apresentam afinidade espacial. A visualização gráfica do clustering permitiu analisar a disposição dos clusters assim como os parâmetros atraso e azimute das componentes multipercurso. Finalmente efectuou-se um estudo estatístico dos clusters, incidindo nas medidas do atraso, azimute e resposta impulsiva, que culminou num conjunto de gráficos representativos dos diversos ensaios que permitem uma melhor compreensão do canal de propagação

According to the constant need of development of systems that keep a high transmission rate and quality service using a limited spectrum and a regulated power radiated, it is fundamental to make an accurate characterization of the radio channel to efficiently exploit its potential. This work focuses on the study of some parameters that allow the characterization of the radio propagational channel, obtained through the application of the high resolution algorithm SAGE (Space-Alternation Generalized Expectation Maximization) to the signal captured by a synthetic aggregate used for polling the same channel. Initially a study relative to the propagation channel was realized, namely about the outdoor propagation models, multipath channel and respective parameters. Later on the MIMO system was introduced by the theoretical study of the channel capacity being posteriorly presented the MIMO channel models (analytical and physical). Through the measures obtained by the SAGE algorithm some scenarios were studied to obtain experimentally some parameters of the propagation channel. With the introduction of the clustering algorithm it was possible to aggregate the multipath replicas in families of rays that have spatial affinity. The graphic display of the clustering allowed the analysis of the clusters disposition as well as the delay and angle parameters of the multipath components. Finally it was carried out a statistical study of clusters, regarding on the measures of delay, angle and impulse response which turned into a set of graphics representing the several trials allowing a better understanding of the propagation channel.