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Algoritmi di scheduling per sistemi ad accesso radio con antenne intelligenti

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Capitolo 2 Le antenne intelligenti 12 I sistemi adattativi consentono una forte riduzione dell’interferenza co-canale attraverso la determinazione della direzione di puntamento sia del lobo principale del diagramma di radiazione, sia degli zeri mediante una scelta opportuna dei pesi complessi i w da associare ad ogni elemento dell’antenna. Si possono distinguere tre diversi algoritmi in grado di calcolare i pesi i w minimizzando differenti funzioni di costo: ξ massimo rapporto segnale-interferenza (MSIR) ξ minimo errore quadratico medio (MMSE) ξ minima varianza (MV) Nel caso della massimizzazione del SIR si rende necessaria, attraverso l’analisi degli sfasamenti delle repliche dello stesso segnale ricevute sui diversi elementi del vettore, l’individuazione delle direzioni di arrivo dei segnali trasmessi dalle mobile stations e quindi la loro posizione angolare entro la cella. Note le DOA, si è in grado di raggruppare i terminali in clusters e modificare il diagramma di radiazione modo da dirigere il lobo principale verso uno specifico gruppo di utenti, puntando gli zeri verso gli altri clusters. Le operazioni che il DSP deve realizzare sono quindi essenzialmente due: stimare la direzione di arrivo per ciascuno dei terminali mobili attivi entro la cella e regolare i pesi complessi associati ad ogni elemento d’antenna per limitare al massimo l’interferenza co-canale sui segnali di interesse, massimizzando il SIR. L’algoritmo MMSE, invece, punta alla minimizzazione dell’errore quadratico medio tra il segnale di uscita dell’array ed un segnale di riferimento appositamente inviato dalla mobile station di interesse. Si tratta di un meccanismo di controllo ad anello chiuso che fornisce prestazioni migliori rispetto alla soluzione precedente nel caso in cui il segnale da ricevere sia di debole intensità; al crescere della potenza utile ricevuta, i due algoritmi si comportano più o meno allo stesso modo. Va notato che il segnale di riferimento può essere generato in molti modi, a seconda dell’applicazione che si sta supportando. Si può pensare di utilizzare, all’inizio della connessione, una speciale sequenza di sincronizzazione per stabilire una prima stima dei pesi da assegnare agli elementi del vettore, per poi basarsi sul segnale reale trasmesso dalla stazione base per il seguito della comunicazione. In sistemi TDMA è possibile associare ad ogni frame una sequenza dipendente dall’utente che si vuole servire, semplificando le operazioni che deve svolgere il DSP. Infine, l’algoritmo MV prevede la minimizzazione della varianza del segnale complessivo in uscita dall’array. Poiché esso è dato dalla somma del segnale utile e dell’interferenza, questo criterio rende necessaria la determinazione della matrice di autocorrelazione dell’interferenza stessa, cosa non sempre semplice ed immediata.
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Informazioni tesi

  Autore: Emanuele Geraci
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria delle Telecomunicazioni
  Relatore: A C
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 156

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Parole chiave

algoritmi esatti
antenne intelligenti
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ottimizzazione combinatoria
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sdma-tdma
smart antennas

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