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Analisi delle prestazioni di ricevitori MMSE di tipo Decision-Feedback per sistemi MIMO

Informazioni tesi

  Autore: Paolo De Simone
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2006-07
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria delle telecomunicazioni
  Relatore: Luigi Paura
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 104

Questa tesi tratta l'analisi di ricevitori MMSE-DF per sistemi MIMO. Innanzitutto, dopo aver fornito la caratterizzazione matematica di sitema MIMO e illustrato gli esempi pratici di maggiore interesse (sistemi multiantenna,CDMA,OFDM) caratterizzandoli in termini di sistema MIMO equivalente, si dimostrano gli importanti vantaggi da essi offerti in termini di teoria dell'informazione. Quindi si studiano diverse architetture di ricevitori (ML,MMSE) focalizzando sui ricevitori basati sulla retroazione di decisioni di tipo hard. La sintesi di tali ricevitori avviene in ipotesi di decisioni corrette. Si propongono inoltre schemi di ricezione DF in cui la stima MMSE è realizzata mediante l'elaborazione lineare estesa (WL), nonchè schemi di codifica spazio-tempo. La tesi si chiude con l'analisi mediante simulazioni delle prestazioni in termini di probabilità d'errore di gruppo e di complessità computazionale dei ricevitori trattati in ipotesi di decisioni errate. Si studia inoltre la sensibilità delle prestazioni dei ricevitori in funzione di alcuni loro parametri di progettazione.

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Introduzione XI Introduzione ’utilizzo dell’etere come mezzo di trasmissione rappresenta ormai una scelta consolidata nell’ambito dello sviluppo di nuovi sistemi di telecomunicazioni per la diffusione di dati e informazione su vasta scala geografica e verso utenze numerose. La tecnologia wireless, differentemente da quella wired, consente di raggiungere facilmente aree geografiche difficilmente accessibili e in generale consente di ridurre i costi di realizzazione della rete. Tuttavia, come ben noto, essa presenta diversi svantaggi dovuti alla difficoltà nel garantire trasmissioni di dati affidabili a causa della natura ostile del canale su cui si trasmette l’informazione. Il mercato dei servizi di telecomunicazione spinge verso la diffusione di contenuti multimediali sempre più ricchi, il che si traduce in necessità di realizzare sistemi wireless in grado di garantire trasmissioni affidabili ad elevato bit-rate. In questo scenario, il teorema di Shannon, uno dei più importanti risultati conseguiti nell’ambito della teoria dell’informazione, rappresenta uno strumento utile per la progettazione dei nuovi sistemi di telecomunicazione in quanto consente di identificare nella capacità di canale il limite teorico del rate conseguibile sul canale trasmissivo. I convenzionali sistemi a singola antenna (SISO, Single Input Single Output) sono caratterizzati da una capacità che aumenta in maniera logaritmica al crescere del rapporto segnale-rumore. Quindi, al fine di rispondere alle nuove richieste del mercato, tali sistemi richiedono un aumento non trascurabile della potenza trasmissiva: a parte i limiti tecnologici esistenti, questa via rimane difficile da perseguire in quanto comporta un aumento del rumore ambientale per i sistemi che operano nella medesima banda. Le prime risposte alle nuove esigenze del mondo delle telecomunicazioni sono venute con l’adozione di antenne multiple in ricezione (SIMO, Single Input Multiple Output) o in trasmissione (MISO, Mutiple Input Single Output): sfruttando la diversità spaziale è stato possibile migliorare le prestazioni dei convenzionali sistemi SISO. Tuttavia, è stato dimostrato che la capacità di un sistema SIMO cresce molto lentamente all’aumentare del numero di antenne riceventi, mentre quella di un sistema MISO satura rapidamente al crescere del numero di antenne in trasmissione. Recentemente è stata quindi considerata l’adozione di antenne multiple sia al lato trasmettitore che ricevitore, cioè la tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output). La capacità di un sistema MIMO cresce linearmente con il minimo tra il numero di antenne in trasmissione e quello in ricezione: questa peculiarità ha reso negli ultimi anni il sistema MIMO oggetto di uno studio continuo e tuttora vivo da parte della comunità scientifica. In L

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