Feedback-Channel and adaptative mimo coded-modulations.

Abstract

En els sistemes de comunicacions on el transmissor disposa de certa informació sobre lestat del canal (CSI), es possible dissenyar esquemes lineals de precodificació que assignin la potència de manera òptima induint guanys considerables, sigui en termes de capacitat, sigui en termes de la fiabilitat de lenllaç de comunicacions. A la pràctica, aquest coneixement del canal mai és perfecte i, per tant, el senyal transmès es veurà degradat degut al desajust entre la informació que el transmissor disposi del canal i el seu estat real. En aquest context, aquesta tesi estudia dos problemes diferents però alhora estretament relacionats: el disseny dun esquema pràctic de seguiment del canal en transmissió per canals variants en temps, i el disseny desquemes lineals de precodificació que siguin robustos a la incertesa del canal. La primera part de la tesi proposa el disseny dun esquema de seguiment de canal que, mitjançant un enllaç de retorn de baixa capacitat, proporcioni al transmissor una informació acurada sobre el seu estat. Històricament, aquest tipus desquemes han rebut fortes crítiques degut a la gran quantitat dinformació que és necessari transmetre des del receptor cap el transmissor. Aquesta tesi, doncs, posa especial èmfasi en el disseny daquest canal de retorn. La solució que es proposa, basada en el filtre de Kalman, utilitza un esquema que recorda al transmissor DPCM. Les variacions del canal són tractades mitjançant dos predictors lineals idèntics situats en el transmissor i en el receptor, i un canal de retorn que assisteix el transmissor amb lerror de predicció. Linterès daquest esquema diferencial és que permet seguir les variacions del canal amb només dos o quatre bits per coeficient complex, fins i tot en canals ràpidament variants. La resta de la tesi cobreix el segon objectiu, lestudi de diferents esquemes dassignació de potències quan el coneixement del canal en transmissió no és perfecte. El problema es planteja per a un sistema MIMO OFDM com a formulació més general, incloent els casos duna sola antena, de lesquema beamforming i del canal multiplicatiu com a casos particulars. Primerament sha plantejat loptimització dels criteris de mínim error quadràtic mig (MMSE) i mínima BER sense codificar. La innovació en el treball presentat a la tesi, respecte a altres treballs que segueixen els mateixos criteris de disseny, ha estat la formulació Bayesiana del problema per al disseny dels algoritmes robustos. La tesi continua amb el plantejament destratègies robustes dassignació de potència destinades a minimitzar la BER codificada. Per aquesta tasca shan utilitzat criteris de teoria de la informació. Possiblement una de les principals contribucions daquesta tesi ha estat el plantejament del cut-off rate com a paràmetre de disseny. Aquest criteri sintrodueix com alternativa a la capacitat de canal o a la informació mutual per al disseny del transmissor quan sinclou codificació de canal. La ultima part de la tesi proposa un interleaver adaptatiu de baixa complexitat que, utilitzant el coneixement del canal disponible en el transmissor, assigna estratègicament els bits no només per combatre les ràfegues derrors, sinó també per lluitar contra els esvaïments que puguin presentar les diferents portadores del canal per a una realització concreta. El disseny daquest interleaver, anomenat interleaver RCPC està basat en els codis Rate-Compatible Punctured Convolutional Codes. Com sillustra a partir del resultats numèrics, lús daquest interleaver millora les prestacions dels algoritmes quan es comparen amb les que sobtindrien si sutilitzes un interleaver de bloc o un interleaver pseudo-aleatori. --------------------------------------------------