MIMO para transmitir multi-resolução em serviços E-MBMS do LTE

Abstract

O surgimento da tecnologia Long Term Evolution (LTE), o derradeiro passo antes do Long Term Evolution – Advanced (LTE-A), tem como intuito suprir as limitações existentes na rede Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Os seus requisitos vêm ao encontro das necessidades evidenciadas pelos serviços multimédia, Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service (E-MBMS) na terminologia LTE, garantindo ritmos binários elevados e redução da latência, aspectos fulcrais para a proliferação deste tipo de serviços. Estas melhorias devem-se ao uso de esquemas Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), modulações de ordem elevada e também ao novo esquema de acesso múltiplo da interface de rádio para a ligação descendente, o Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). O objectivo desta dissertação é a transmissão de serviços E-MBMS com multi-resolução, através do uso de MIMO associado ou não a modulações hierárquicas, nas futuras redes da tecnologia LTE. A diversidade de espaço de sinal baseada em Complex Rotation Matrix (CRM) é também considerada, pois esta técnica é conhecida por proporcionar bons desempenhos em canais com desvanecimento de Rayleigh uniforme. O desempenho dos parâmetros em estudo é analisado através dos valores de Signal-to-Noise Ratio (SNR) apurados no simulador de nível de ligação e dos resultados de cobertur a e throughput obtidos no simulador de nível de sistema. Os resultados finais permitem concluir que o uso de CRM associado a esquemas MIMO proporciona um óptimo desempenho, garantindo que são alcançados os requisitos propostos nas especificações do Third Generation Mobile System (3GPP).

The emergence of Long Term Evolution (LTE) technology, the last step before the Long Term Evolution (LTE-A), has the intention to supply the limitations on the Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) network. Their requirements are in agreement with the needs evidenced by the multimedia services, Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service (E-MBMS) in LTE terminology, ensuring higher bit rate and reducing latency, which is important to the proliferation of this kind of services. These improvements occur due the use of Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) schemes, high order modulations and the new multiple access scheme of radio interface, Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). The objective of this thesis is the transmission of E-MBMS services with multi-resolution, through the use of MIMO with or without the hierarchical modulations, in future LTE networks. The signal space diversity based on Complex Rotation Matrix (CRM) is also considered, because this technique is known to provide good performance gains over uncorrelated Rayleigh fading channels. The performance of the parameters under study is analyzed through the values of Signal-to-Noise Ratio (SNR) found in the link level simulator and the results of coverage and throughput obtained in the system level simulator. Final results allow concluding that the use of CRM associated with MIMO scheme s provides optimum performance to the LTE technology and assures that the proposed requirements in the specifications of Third Generation Mobile System (3GPP) are achieved.