Advanced transmitter and receivers in future wireless networks

Abstract

O objectivo desta dissertação é aprofundar o estudo de tecnologias que permitam atingir comunicações mais eficientes e fiáveis nas futuras redes sem fios. Uma das tecnologias estudadas nesta dissertação e que ainda não existem muitos estudos é o Complex Rotation Matrix (CRM). Esta tecnologia é bastante útil em sistemas que usem multi-portadoras como o Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) pois permite dividir a informação pelas várias sub-portadoras. Caso este sistema use também a tecnologia MIMO ainda permitirá a divisão da informação por várias antenas. As constelações hierárquicas são outro dos temas abordados nesta dissertação e são um método eficiente de entregar o mesmo conteúdo a diferentes utilizadores. Esta técnica poderá ser bastante útil tanto em sistemas de uma portadora como multi-portadoras. O Single Carrier (SC) é outra das tecnologias abordadas nesta dissertação. Um dos standards em que poderia ser utilizado tanto o OFDM com o SC é no Digital Video Broadcasting – Satellite services to Handhelds (DVB-SH). Este esquema de comunicação tem com propósito a entrega de conteúdos multimédia aos terminais móveis via comunicação com estações base ou por satélite. O uso de o OFDM no downlink (DL) e do SC no uplink (UL) no mesmo standard/protocolo teria repercussões também ao nível dos terminais móveis pois permitiria uma melhor eficiência na duração das baterias. Os resultados obtidos nesta tese visam sobretudo o estudo do CRM, estimação de canal e constelações hierárquicas. Para a obtenção de resultados foram efectuadas simulações com o método de Monte Carlo e Turbo Códigos. Os simuladores foram desenvolvidos em Matlab.

The main purpose of this dissertation is the study of technologies that allow achieving more reliable and efficient communications in wireless systems. One of the technologies studied in this dissertation and practically new is the Complex Rotation Matrix (CRM). This technology is useful in systems that use multi-carrier as the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). The hierarchical constellations are other theme approached in this dissertation and it purpose efficiently is to deliver the same content to different users. Another technology studied in this dissertation was the Single Carrier (SC) with Frequency Division Equalization. The SC is a well-know technology and is used in several telecommunications systems. The goal is the future wireless communications adopt the two technologies in the same system and use one of them depending of the situation. The Digital Video Broadcasting – Satellite services to Handhelds (DVB-SH) is one standard that can take advantage of the using of the OFDM and SC in the same system. The main goal of the DVB-SH is deliver multimedia content via satellite communications or communications with base stations to mobile terminals. The mobile terminals can achieve a more efficiency in their batteries whether in a standard/protocol that uses OFDM in DL and SC in UL. The results obtained with this thesis have the purpose to study the CRM, channel estimation and hierarchical constellation. The simulators were developed in Matlab platform and Turbo Codes are the codification used, channel estimation is also used and all the simulations were made with the Monte Carlo method.