316 research outputs found

    MIMO-OFDMA Measurements; Reception, Testing, and Evaluation of WiMAX-MIMO Signals with a Single Channel Receiver

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    Abstract-The number of MIMO-OFDMA systems is expected to increase sharply in the near future. Engineers who need to test these systems face two difficulties. First, the lack of descriptive instructions to conduct reliable measurements. Second, the increased hardware cost due to the need for multiple transmitters and receivers. This paper first introduces all measurable parameters of MIMO-OFDMA systems and provides a clear guide to perform the measurements specific to various parts of the system. Then, it proposes to implement reception of MIMO-OFDMA signals using a single receiver rather than multiple receivers. For this purpose, impairments related to each of the RF front-end components are investigated. Challenges of MIMO-OFDMA measurements are addressed in comparison with SISO. A complete procedure is provided to receive and do impairment estimation for WiMAX MIMO signals using a single receiver according to the IEEE 802.16 standards

    A real-time FPGA-based implementation of a high-performance MIMO-OFDM mobile WiMAX transmitter

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    The Multiple Input Multiple Output (MIMO)-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is considered a key technology in modern wireless-access communication systems. The IEEE 802.16e standard, also denoted as mobile WiMAX, utilizes the MIMO-OFDM technology and it was one of the first initiatives towards the roadmap of fourth generation systems. This paper presents the PHY-layer design, implementation and validation of a high-performance real-time 2x2 MIMO mobile WiMAX transmitter that accounts for low-level deployment issues and signal impairments. The focus is mainly laid on the impact of the selected high bandwidth, which scales the implementation complexity of the baseband signal processing algorithms. The latter also requires an advanced pipelined memory architecture to timely address the datapath operations that involve high memory utilization. We present in this paper a first evaluation of the extracted results that demonstrate the performance of the system using a 2x2 MIMO channel emulation.Postprint (published version

    Rapid Prototyping for Evaluating Vehicular Communications

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    [Abstract] This Thesis details the different elements of a rapid prototyping system able to implement and evaluate vehicular communications fast, according to the continuously evolving requirements of the industry. The system is basically composed of a testbed and a channel emulator, which allow evaluating communication transceivers in realistic vehicular scenarios. Two different testbeds are introduced: a generic 2x2 system and a vehicular platform. The former is used to compare and study space-time block coding (STBC) transmissions at 2.4 GHz over different indoor channels. The latter makes use of software transceivers whose performance is evaluated when they work under artificial high-speed Rayleigh-fading scenarios. To show the capabilities of both platforms, three software transceivers have been developed following the specifications for the physical layers of the standards IEEE 802.11p, IEEE 802.11a and IEEE 802.16e (Mobile WiMAX). The present work details the different elements that make up each transceiver and indicates how to connect them to the rest of the system to perform evaluation measurements. Finally, single-antenna and multi-antenna performances are measured thanks to the design and implementation of three FPGA-based channel emulators that are able to recreate up to seven different vehicular scenarios that include urban canyons, suburban areas and highways[Resumo] A presente Tese detalla os elementos necesarios para constituir un sistema basado en prototipado rápido capaz de levar a cabo e avaliar comunicacións vehiculares. O hardware do sistema está composto básicamente por unha plataforma de probas (testbed) e un emulador de canal, os cales permiten avaliar o rendemento de transceptores inartiamicos recreando diferentes escenarios vehiculares. Inicialmente, este traballo céntrase na descripción do hardware do sistema, detallando a construcción e proba dunha plataforma multi-antena e un testebed vehicular. Estos sistemas permitiron, respectivamente, estudar o comportamento de códigos STBC (space-time block codes) en interiores e medir o rendemento de tranceptores software ao traballar a distintas velocidades vehiculares en canais con desvaecemento Rayleigh. Tres transceptores software foron creados seguindo as especificacións das capas físicas dos estándares IEEE 802.11p, IEEE 802.11a e IEEE 802.16e (Mobile WiMAX). Este traballo detalla os diferentes componentes de cada transceptor, indicando cómo conectalos ao resto do sistema para realizar a avaliacition do seu rendemento. Dita avaliación realizouse coa axuda de tres emuladores de canal basados en tecnoloxía FPGA (Field Programmable Gate Array), os cales son capaces de recrear ata sete escenarios vehiculares distintos, incluindo cañóns urbanos, zonas suburbanas e autopistas.[Resumen] La presente Tesis detalla los elementos necesarios para constituir un sistema basado en prototipado rtiapido capaz de llevar a cabo y evaluar comunicaciones vehiculares. El hardware del sistema está compuesto por una plataforma de pruebas (testbed) y un emulador de canal, los cuales permiten evaluar el rendimiento de transceptores inaltiambricos recreando diferentes escenarios vehiculares. Inicialmente, este trabajo se centra en la descripcition del hardware del sistema, detallando la construccition y prueba de una plataforma multi-antena y un testebed vehicular. Estos sistemas han permitido, respectivamente, estudiar el comportamiento de ctiodigos STBC (space-time block codes) en interiores y medir el rendimiento en canal con desvanecimiento Rayleigh de tranceptores software a distintas velocidades vehiculares. Tres transceptores software han sido creados siguiendo las especificaciones de las capas físicas de los estandares IEEE 802.11p, IEEE 802.11a e IEEE 802.16e (Mobile WiMAX). Este trabajo detalla los diferentes componentes de cada transceptor, indicando ctiomo conectarlos al resto del sistema para realizar la evaluacition de su rendimiento. Dicha evaluacition se realiztio con la ayuda de tres emuladores de canal basados en FPGAs (Field Programmable Gate Array), los cuales son capaces de recrear comunicaciones multi-antena en hasta siete escenarios vehiculares distintos, incluyendo cañones urbanos, zonas suburbanas y autopistas

    Assessment and Real Time Implementation of Wireless Communications Systems and Applications in Transportation Systems

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    Programa Oficial de Doutoramento en Tecnoloxías da Información e das Comunicacións en Redes Móbiles. 5029V01[Resumo] Os sistemas de comunicación sen fíos de cuarta e quinta xeración (4G e 5G) utilizan unha capa física (PHY) baseada en modulacións multiportadora para a transmisión de datos cun gran ancho de banda. Este tipo de modulacións proporcionan unha alta eficiencia espectral á vez que permiten corrixir de forma sinxela os efectos da canle radio. Estes sistemas utilizan OFDMA como mecanismo para a repartición dos recursos radio dispoñibles entre os diferentes usuarios. Este repartimento realízase asignando un subconxunto de subportadoras a cada usuario nun instante de tempo determinado. Isto aporta unha gran flexibilidade ó sistema que lle permite adaptarse tanto ós requisitos de calidade de servizo dos usuarios como ó estado da canle radio. A capa de acceso ó medio (MAC) destes sistemas encárgase de configurar os diversos parámetros proporcionados pola capa física OFDMA, ademais de xestionar os diversos fluxos de información de cada usuario, transformando os paquetes de capas superiores en paquetes da capa física. Neste traballo estúdase o deseño e implementación das capas MAC e PHY de sistemas de comunicación 4G ademais da súa aplicabilidade en sistemas de transporte ferroviarios. Por unha parte, abórdase o deseño e implementación en tempo real do estándar WiMAX. Estúdanse os mecanismos necesarios para establecer comunicacións bidireccionais entre unha estación base e múltiples dispositivos móbiles. Ademais, estúdase como realizar esta implementación nunha arquitectura hardware baseada en DSPs e FPGAs, na que se implementan as capas MAC e PHY. Dado que esta arquitectura ten uns recursos computacionais limitados, tamén se estudan as necesidades de cada módulo do sistema para poder garantir o funcionamento en tempo real do sistema completo. Por outra parte, tamén se estuda a aplicabilidade dos sistemas 4G a sistemas de transporte públicos. Os sistemas de comunicacións e sinalización son unha parte vital para os sistemas de transporte ferroviario e metro. As comunicacións sen fíos utilizadas por estes sistemas deben ser robustas e proporcionar unha alta fiabilidade para permitir a supervisión, control e seguridade do tráfico ferroviario. Para levar a cabo esta avaliación de viabilidade realízanse simulacións de redes de comunicacións LTE en contornos de transporte ferroviarios, comprobando o cumprimento dos requisitos de fiabilidade e seguridade. Realízanse diferentes simulacións do sistema de comunicacións para poder ser avaliadas e seleccionar a configuración e arquitectura do sistema máis axeitada en función do escenario considerado. Tamén se efectúan simulacións de redes baseadas en Wi-Fi, dado que é a solución máis utilizada nos metros, para confrontar os resultados cos obtidos para LTE. Para que os resultados das simulacións sexan realistas débense empregar modelos de propagación radio axeitados. Nas simulacións utilízanse tanto modelos deterministas como modelos baseados nos resultados de campañas de medida realizadas nestes escenarios. Nas simulacións empréganse os diferentes fluxos de información destes escenarios para comprobar que se cumpren os requisitos de calidade de servicio (QoS). Por exemplo, os fluxos críticos para o control ferroviario, como European Train Control System (ETCS) ou Communication-Based Train Control (CBTC), necesitan unha alta fiabilidade e un retardo mínimo nas comunicacións para garantir o correcto funcionamento do sistema.[Resumen] Los sistemas de comunicación inalámbricos de cuarta y quinta generación (4G y 5G) utilizan una capa física (PHY) basada en modulaciones multiportadora para la transmisión de datos con un gran ancho de banda. Este tipo de modulaciones han demostrado tener una alta eficiencia espectral a la vez que permiten corregir de forma sencilla los efectos del canal radio. Estos sistemas utilizan OFDMA como mecanismo para el reparto de los recursos radio disponibles entre los diferentes usuarios. Este reparto se realiza asignando un subconjunto de subportadoras a cada usuario en un instante de tiempo determinado. Esto aporta una gran flexibilidad al sistema que le permite adaptarse tanto a los requisitos de calidad de servicio de los usuarios como al estado del canal radio. La capa de acceso al medio (MAC) de estos sistemas se encarga de configurar los diversos parámetros proporcionados por la capa física OFDMA, además de gestionar los diversos flujos de información de cada usuario, transformando los paquetes de capas superiores en paquetes de la capa física. En este trabajo se estudia el diseño e implementación de las capas MAC y PHY de sistemas de comunicación 4G además de su aplicabilidad en sistemas de transporte ferroviarios. Por una parte, se aborda el diseño e implementación en tiempo real del estándar WiMAX. Se estudian los mecanismos necesarios para establecer comunicaciones bidireccionales entre una estación base y múltiples dispositivos móviles. Además, se estudia cómo realizar esta implementación en una arquitectura hardware basada en DSPs y FPGAs, en la que se implementan las capas MAC y PHY. Dado que esta arquitectura tiene unos recursos computacionales limitados, también se estudian las necesidades de cada módulo del sistema para poder garantizar el funcionamiento en tiempo real del sistema completo. Por otra parte, también se estudia la aplicabilidad de los sistemas 4G a sistemas de transporte públicos. Los sistemas de comunicaciones y señalización son una parte vital para los sistemas de transporte ferroviario y metro. Las comunicaciones inalámbricas utilizadas por estos sistemas deben ser robustas y proporcionar una alta fiabilidad para permitir la supervisión, control y seguridad del tráfico ferroviario. Para llevar a cabo esta evaluación de viabilidad se realizan simulaciones de redes de comunicaciones LTE en entornos de transporte ferroviarios, comprobando si se cumplen los requisitos de fiabilidad y seguridad. Se realizan diferentes simulaciones del sistema de comunicaciones para poder ser evaluados y seleccionar la configuración y arquitectura del sistema más adecuada en función del escenario planteado. También se efectúan simulaciones de redes basadas en Wi-Fi, dado que es la solución más utilizada en los metros, para comparar los resultados con los obtenidos para LTE. Para que los resultados de las simulaciones sean realistas se deben utilizar modelos de propagación radio apropiados. En las simulaciones se utilizan tanto modelos deterministas como modelos basados en los resultados de campañas de medida realizadas en estos escenarios. En las simulaciones se utilizan los diferentes flujos de información de estos escenarios para comprobar que se cumplen sus requisitos de calidad de servicio. Por ejemplo, los flujos críticos para el control ferroviario, como European Train Control System (ETCS) o Communication-Based Train Control (CBTC), necesitan una alta fiabilidad y un retardo bajo en las comunicaciones para garantizar el correcto funcionamiento del sistema.[Abstract] The fourth and fifth generation wireless communication systems (4G and 5G) use a physical layer (PHY) based on multicarrier modulations for data transmission using high bandwidth. This type of modulations has shown to provide high spectral efficiency while allowing low complexity radio channel equalization. These systems use OFDMA as a mechanism for distributing the available radio resources among different users. This allocation is done by assigning a subset of subcarriers to each user in a given instant of time. This provides great flexibility to the system that allows it to adapt to both the quality of service requirements of users and the radio channel state. The media access layer (MAC) of these systems is in charge of configuring the multiple OFDMA PHY layer parameters, in addition to managing the data flows of each user, transforming the higher layer packets into PHY layer packets. This work studies the design and implementation of MAC and PHY layers of 4G communication systems as well as their applicability in rail transport systems. On the one hand, the design and implementation in real time of the WiMAX standard is addressed. The required mechanisms to establish bidirectional communications between a base station and several mobile devices are also evaluated. Moreover, a MAC layer and PHY layer implementation is presented, using a hardware architecture based in DSPs and FPGAs. Since this architecture has limited computational resources, the requirements of each processing block of the system are also studied in order to guarantee the real time operation of the complete system. On the other hand, the applicability of 4G systems to public transportation systems is also studied. Communications and signaling systems are a vital part of rail and metro transport systems. The wireless communications used by these systems must be robust and provide high reliability to enable the supervision, control and safety of rail traffic. To carry out this feasibility assessment, LTE communications network simulations are performed in rail transport environments to verify that reliability and safety requirements are met. Several simulations are carried out in order to evaluate the system performance and select the most appropriate system configuration in each case. Simulations of Wi-Fi based networks are also carried out, since it is the most used solution in subways, to compare the results with those obtained for LTE. To perform the simulations correctly, appropriate radio propagation models must be used. Both deterministic models and models based on the results of measurement campaigns in these scenarios are used in the simulations. The simulations use the different information flows present in the railway transportation systems to verify that its quality of service requirements are met. For example, critical flows for railway control, such as the European Train Control System (ETCS) or Communication-Based Train Control (CBTC), require high reliability and low delay communications to ensure the proper functioning of the system

    Radio Communications

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    In the last decades the restless evolution of information and communication technologies (ICT) brought to a deep transformation of our habits. The growth of the Internet and the advances in hardware and software implementations modified our way to communicate and to share information. In this book, an overview of the major issues faced today by researchers in the field of radio communications is given through 35 high quality chapters written by specialists working in universities and research centers all over the world. Various aspects will be deeply discussed: channel modeling, beamforming, multiple antennas, cooperative networks, opportunistic scheduling, advanced admission control, handover management, systems performance assessment, routing issues in mobility conditions, localization, web security. Advanced techniques for the radio resource management will be discussed both in single and multiple radio technologies; either in infrastructure, mesh or ad hoc networks

    Pattern Diversity Characterization of Reconfigurable Antenna Arrays for Next Generation Wireless Systems

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    The use of multi-antenna technology in wireless radio communications has attracted tremendous attention due to its potential to increase data rates without requiring additional bandwidth and transmission power. This has been driven by the burgeoning demand for high data rates and the need for instantaneous and ubiquitous access to information. It is therefore no surprise that current and future generation wireless standards such as LTE and WiMAX have adopted the use of adaptive multi-antenna systems also known as adaptive Multiple Input and Multiple Output (MIMO) as their de facto transmission technology. In this thesis work, we focus on the design of a smart wireless antenna system, and the study of relevant techniques that enable us to reap the benefits of their deployment in small wireless devices with MIMO capability. Specifically, we employ a new class of adaptive antenna systems known as Reconfigurable Antenna Systems (RAS) for portable devices. These antennas are capable of dynamically changing their electrical and radiation characteristics to suit the conditions of the wireless channel. The changing radiation patterns lead to pattern diversity gains that improve system performance. This is in contrast to conventional non-reconfigurable arrays which depend on signal processing techniques such as antenna grouping and beamforming to achieve performance gains. However, despite the demonstrable system-level performance benefits of RAS in adaptive MIMO, few of these antennas have been adopted and integrated in state-of-the-art wireless standards. Their usage has been partly inhibited by the prohibitive costs of implementation and operation in a real wireless infrastructure. As part of this thesis research effort we attempt to integrate these new antennas into a cost-effective real wireless MIMO testbed for use in current generation technologies. The solution integration is carried-out through the use of readily available software-defined radio frameworks. We first design, analyze and characterize the pattern diversity in RAS antenna arrays that resonate at frequencies suitable for 4G applications. We then study the benefits of pattern diversity obtained from RAS arrays over conventional space diversity approaches such as antenna grouping and beamforming. This dissertation also presents low-complexity adaptive physical layer models and algorithms to exploit the benefits of RAS array integration in MIMO wireless systems. We implement these algorithms in software-defined radio frameworks, experimentally test, and benchmark them against other established approaches in literature. And finally, integrate and test these RAS array design prototypes as part of the MIMO wireless system that leverages a state-of-the-art wireless base station and mobile terminals.Ph.D., Electrical Engineering -- Drexel University, 201

    Design and evaluation of OFDM radio interfaces for high mobility communications

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    [Resumo] Nas dúas últimas décadas, as modulacións multiportadora emerxeron como una solución de baixa complexidade para combatir os efectos do multitraxecto en comuniacións sen fíos. Entre elas, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFOM) é posiblemente o esquema de modulación máis estudado, e tamén amplamente adoptado como alicerce de estándares da industria como WiMAX ou LTE. Sen embargo, OFDM é sensible a canles que varian ca tempo, unha característica dos escenarios con mobilidade, debido á aparición da interferencia entre portadoras (ICI). A implementación de equipamento hardware para o usuario final faise normalmente en chips dedicados, afnda que entornos de investigación, prefírense solucións máis flexibles. Unha aproximación popular é a coñecida como Software Defined Radio (SOR), onde os algoritmos de procesado de sinal se implementan en hardware reconfigurable como Digital Signal Processors (OSPs) e Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). O obxectivo deste traballo é dobre. Por un lado, definir unha arquitectura para implementacións de tempo real de capas físicas basadas en OFDM usando como referencia O estándar WiMAX, probada Dunha plataforma composta por OSPs e FPGAs. Por outra banda, estudar os efectos da selectividade en tempo no sinal OFDM, definindo métodos de estimación de canle que teñen en conta a ICI, e evaluándoos tanto en simulación como con medidas experimentais. Seguíronse dúas aproximacións para caracterizar o comportamento de formas de onda OFDM baixo condicións de mobilidade, unha basada nun emulador de canle que traballa en tempo real, e outra en inducir grandes ensanchamentos Doppler no sinal mediante a extensión da duración do símbolo OFOM.[Resumen] En las dos últimas décadas, las modulaciones multiportadora han emergido como una solución de baja complejidad para combatir los efectos del multitrayecto en comunicaciones iDalámbricas. Entre ellas, Orthogonal Frequency Division Mulriplexing (OFDM) es posiblemente el esquema de modulación más estudiado, y también ampliamente adoptado como fundamento de estándares de la industria como WiMAX o LTE. Sin embargo, OFDM es sensible a canales que varían con el tiempo, una característica de los escenarios coo movilidad, debido a la aparicióo de la interferencia entre portadoras (ICI). La implementación de equipamiento hardware para el usuario final se hace normalmente en chips dedicados, aunque eo entornos de investigación, son preferibles soluciones más Hexibles. Una aproximación popular es la conocida como Software Defined Radio (SDR), donde los algOritmos de procesado de señal se implementan en hardware reconfigurable como Digital Signa! Processors (DSPs) y Field Programmable Gate AIrays (FPGAs). El objetivo de este trabajo es doble. Por un lado. definir una arquitectura para implementaciones de tiempo real de capas ¡lSicas basadas en OFDM usando como referencia el estándar WiMAX, probada en una plataforma compuesta por DSPs y FPGAs. Por otro lado, estudiar los efectos de la selectividad en tiempo en la señal OFDM, definiendo métodos de estimacióo de canal que tengan eo cueota la ICI, y evaluándolos tanto en simulación como con medidas experimenta1es. Se han seguido dos aproximaciones para caracterizar el comportamiento de formas de onda OFDM bajo condiciones de mobilidad, una basada en un emulador de canal que trabaja en tiempo real. y otra en inducir grandes ensanchamientos Doppler en la señal mediante la extensión de la duración del símbolo OFDM.[Abstract] In Ihe last two decades, multicarrier modulations have emerged as a low complexity solulion to combal the effects of Ihe multipalh in wireless communicalions. Among Ihem, Orthogonal Frequency Division Mulliplexing (OFOM) is possibly Ihe mosl sludied modulation scheme, and has a1so been widely adopted as Ihe foundation of induslry standards such as WiMAX or LTE. However, OFOM is sensitive lo time selective channels, which are featured in mobility scenarlos, due lO Ihe appearance of Inler-Carrier Interference (ICI). Implemenlation of hardware equipmenl for Ihe end user is usually implemenled in dedicaled chips, bul in researeh environments, more flexible solutions are preferred. One popular approach is the so ealled Software Defined Radio (SOR), where the signal processing a1gorithms are implemented in reconfigurable hardware sueh as Digital Signal Processors (DSPs) and Field Prograrnmable Gate Arrays (FPGAs). The aim of Ibis work is two-fold. On the one hand, to define an architeclure for Ihe implementation of real-time OFOM-based physical layers, using as a reference Ihe WiMAX standard, and it is tested on a platform composed by DSPs and FPGAs. On the olher hand, to study Ihe effeets of !he time seleetivity on !he OFOM signal, defining channel estimation me!hods aware of !he ICI, and ils evaluation bo!h in simulation as well as experimental measuremenls. Two approaches have been followed to assess the behavior of OFOM waveforms under mobility conditions, one based on a real-time channel emulator, and the other on inducing large Doppler spreads in !he signal by extending the duration of Ihe OFDM symbols

    Implementação e avaliação no system generator de um sistema cooperativo para os futuros sistemas 5G

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    With the arrival of 5G it is expected the proliferation of services in the different fields such as healthcare, utility applications, industrial automation, 4K streaming, that the former networks can not provide. Additionally, the total number of wireless communication devices will escalate in such a manner that the already scarce available frequency bandwidth won’t be enough to pack the intended objectives. Cisco’s Annual Internet Report from 2018 predicts that by 2023 there will be nearly 30 billion devices capable of wireless communication. Due to the exponential expiation of both services and devices, the challenges upon both network data capacity and efficient radio resourse use will be greater than ever, thus the urgency for solutions is grand. Both the capacity for wireless communications and spectral efficiency are related to cell size and its users proximity to the access point. Thus, shortening the distance between the transmitter and the receiver improves both aspects of the network. This concept is what motivates the implementation of heterogeneous networks, HetNets, that are composed of many different small-cells, SCs, overlaid across the same coexisting area of a conventional macro-cell, shortening the distance between the cell users and its access point transceivers, granting a better coverage and higher data rates. However, the HetNets potential does not come without any challenges, as these networks suffer considerably from communication interference between cells. Although some interference management algorithms that allow coexistence between cells have been proposed in recent years, most of them were evaluated by software simulations and not implemented in real-time platforms. Therefore, this master thesis aims to give the first step on the implementation and evaluation of an interference mitigation technique in hardware. Specifically, it is assumed a downlink scenario composed by a macro-cell base station, a macro-cell primary user and a small cell user, with the aim of implementing an algorithm that eliminates the downlink interference that the base station may cause to the secondary users. The study was carried out using the System Generator DSP tool, which is a tool that generates code for hardware from schematics created in it. This tool also offers a wide range of blocks that help the creation, and fundamentally, the simulation and study of the system to be implemented, before being translated into hardware. The results obtained in this work are a faithful representation of the behavior of the implemented system, which can be used for a future application for FPGA.Com a chegada do 5G, espera-se a proliferação de serviços nas mais diversas áreas tal como assistência médica, automação industrial, transmissão em 4k, que não eram possíveis nas redes das gerações anteriores. Além deste fenómeno, o número total de dispositivos capazes de conexões wireless aumentará de tal maneira que a escassa largura de banda disponível não será suficiente para abranger os objetivos pretendidos. O Relatório Anual de 2018 sobre a Internet da Cisco prevê que até 2023 haverá quase 30 bilhões de dispositivos capazes de comunicação sem fio. Devido ao aumento exponencial de serviços e dispositivos, os desafios sobre a capacidade de dados da rede e o udo eficiente dos recursos de rádio serão maiores que nunca. Por estes motivos, a necessidade de soluções para estas lacunas é enorme. Tanto a capacidade da rede e o uso eficiente do espectro de frequências estão relacionados ao tamanho da célula e à proximidade dos usuários com o ponto de acesso da célula. Ao encurtar a distância entre o transmissor e o recetor ocorre um melhoramento destes dois aspetos da rede. Este é o principal conceito na implementação de redes heterogéneas, HetNets, que são compostas por diversas células pequenas que coexistem na área de uma macro célula convencional, diminuído a distância entre os utilizadores da célula e os pontos de acesso, garantindo uma melhor cobertura e taxa de dados mais elevadas. No entanto, o potencial das HatNets não vem sem nenhum custo, pois estas redes sofrem consideravelmente de interferência entre as células. Embora nos últimos anos foram propostos alguns algoritmos que permitem a coexistência das células, a maioria destes foi só testado em simulações de software e não em plataformas em tempo real. Por esse motivo, esta dissertação de mestrado visa dar o primeiro passo na implementação e a avaliação de uma técnica de mitigação de interferência em hardware. Mais especificamente no cenário de downlink entre uma estação base de uma macro célula, um utilizador primário da macro célula e um utilizador secundário de uma célula pequena, com o principal objetivo de cancelar a interferência que a estação base possa fazer ao utilizador secundário. O estudo foi realizado utilizando a ferramenta System Generator DSP, que é uma ferramenta que gera código para hardware a partir de esquemáticos criados na mesma. Esta ferramenta também oferece uma vasta gama de blocos que ajudam a criação, e fundamentalmente, a simulação e o estudo do sistema a implementar antes de ser traduzido para hardware. Os resultados obtidos neste trabalho são uma fiel representação do comportamento do sistema implementado. O quais podem ser utilizados para uma futura aplicação para FPGA.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe

    Cooperative diversity schemes for wireless communication systems

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    Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesA presente dissertação insere-se na área das comunicações sem fios, ou mais especificamente na temática da diversidade cooperativa. Neste trabalho é feito o estudo, implementação e avaliação do desempenho de esquemas de diversidade cooperativa de baixa complexidade para sistemas de comunicação móvel. Estes esquemas são mapeados em modelos de simulação baseados em OFDMA e são completamente simulados em CoCentric System Studio. Os resultados obtidos com os modelos desenvolvidos mostram que os esquemas de diversidade cooperativa atenuam os efeitos do desvanecimento induzido pela propagação multipercurso, aumentando desta forma a capacidade e cobertura dos sistemas wireless. Os ganhos são particularmente altos quando as perdas de percurso são consideráveis, como é o caso das zonas urbanas densas. ABSTRACT: This dissertation is inserted into the wireless communication, or more specifically, into the cooperative diversity field. within this thesis, the performance of low-complexity cooperative diversity schemes projected for mobile communication systems are studied, implemented and evaluated. These schemes are mapped into simulation models based on OFDMA and are fully simulated in the CoCentric System Studio environment. The obtained results show that the proposed cooperative schemes for the uplink communication mitigate fading induced by multipath propagation, thereby increasing the capacity and coverage of wireless systems. Cooperation gains are particularly high when multipath losses are considerable, as is the case for dense urban regions
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